题目内容

（13分）化学在环境保护中起着十分重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
（1）催化反硝化法中，H2能将NO还原为N2。25℃时，反应进行10 min，溶液的pH由7变为12（常温下）。
【 已知：pH=-lgc(H+),常温下，水溶液中c(H+)×c(OH-)=10-14 】
①N2的结构式为________。
②请补充离子方程式，并进行配平：上述反应离子方程式为(配平为1不省略)
（ ）NO＋（ ）H2催化剂 （ ）N2＋（ ）H2O＋（ ）__________，
其平均反应速率v(NO)=               mol·L－1·min－1。
（2）电化学降解NO的原理如图所示。
①电源正极为________(填“A”或“B”)，
阴极反应式为                                                。
②若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为________g。

（1）①N≡N （2分）
②2NO3?+5H2N2+2OH?+4H2O （3分，配平全对的2分，OH?对的1分） 0.001 （2分）
（2）① A （2分）2NO3?+6H2O+10e?=N2↑+12OH? （3分）
②14.4 （3分）

解析试题分析：（1）①N2分子内N原子间形成了氮氮三键，所以结构式为：N≡N。
②根据原子守恒和电荷守恒，生成物还有OH?，根据化合价变化，N元素由+5价降低为0价，以N2为研究对象，共降低10价，H2中H元素由0价升高至+1价，共升高2价，根据化合价升高和降低的价数相等，配平可得离子方程式：2NO3?+5H2N2+2OH?+4H2O；根据pH=-lgc(H+)，pH由7变为12，则溶液中H+浓度由10-7变为10-12，根据水溶液中c(H+)×c(OH-)=10-14 ，可得?c（OH?）=0.01mol?L?1，则v(NO)=0.01mol?L?1÷10min=0.001 mol·L－1·min－1。
（2）①电解池的右侧NO3?转化为N2，N元素得电子发生还原反应，则Ag—Pt为电解池的阴极，B为电源的负极，所以电源正极为A；阴极发生NO3?得电子生成N2，根据化合价和电子转移、原子守恒、电荷守恒可得电极反应式为：2NO3?+6H2O+10e?=N2↑+12OH?
②电解池的左侧发生反应:2H2O—4e?=4H++O2↑，若电解过程中转移了2 mol电子，放出0.5mol O2，2mol H+通过质子交换膜移向右侧，左侧电解质溶液质量减少：0.5mol×32g/mol+2mol×1g/mol=18g，电解池的右侧发生反应：2NO3?+6H2O+10e?=N2↑+12OH?，若电解过程中转移了2 mol电子，放出0.2mol N2，从左侧进入2g H+，所以右侧电解质溶液质量减少：0.2mol×28g/mol—2g=3.6g，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为：18g—3.6g=14.4g。
考点：本题考查物质的结构与性质、方程式的书写、电解原理及相关计算。

练习册系列答案
相关题目

下列物质性质的比较，正确的是 

A．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3>H2CO3
B．熔点：K>Na>Li
C．同条件下，同浓度溶液的pH值：NaHCO3>Na2CO3
D．还原性：S2->Br->I-

除废气NO的反应原理为：2CO＋2NO=N2＋2CO2有关该反应的说法不正确的是 (  )

A．反应中CO为氧化剂
B．反应中NO被还原
C．在反应生成1 mol N2时，转移的电子为4 mol
D．CO和NO都是无色有毒气体

（10分）为了测定草酸晶体（H2C2O4·xH2O）中的x值，进行如下实验
（1）称取Wg草酸晶体，配成100.00mL溶液
（2）取25.00mL所配溶液于锥形瓶内，加入适量稀H2SO4后，用浓度为amol/L的KMnO4溶液滴定至KMnO4不再褪色为止，所发生的反应为： 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O。
试回答：
①实验中，需要的仪器有（填序号）         ，还缺少的仪器有（填名称）                           
A托盘天平（带砝码、镊子）   B滴定管    C   100mL的量筒   D、100mL的容量瓶
E、烧杯  F、漏斗    G、锥形瓶   H、玻璃棒  I、药匙   J、烧瓶
②实验中，标准KMnO4溶液应装在     式滴定管中，因为                                 
③若在接近滴定终点时，用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下，再继续滴至终点，则所测得的x的值会       （填偏大、偏小、无影响）。
④在滴定过程中若用去amol/L的KMnO4溶液VmL，则所配制的草酸溶液的物质的量浓度为        mol/L，由此，x=           。
⑤若滴定终点读数时俯视刻度，则计算的x值会        （填偏大、偏小、无影响）。

(10分)为了防止枪支生锈，常将枪支的钢铁零件放在NaNO2和NaOH的混合液中进行化学处理使钢铁零件表面生成Fe3O4的致密的保护层——“发蓝”。其过程可用下列化学方程式表示： ① 3Fe＋NaNO2＋5NaOH＝3Na2FeO2＋H2O＋NH3↑
②  　Na2FeO2＋　NaNO2＋　H2O →　　Na2Fe2O4＋　NH3↑＋　NaOH
③ Na2FeO2＋Na2Fe2O4＋2H2OFe3O4＋4NaOH
（1）配平化学方程式②。
（2）上述反应①中还原剂为        ，若有1mol Na2FeO2生成，则反应中有　　   mol电子转移。
（3）关于形成“发蓝”的过程，下列说法正确的是             。

A．该生产过程不会产生污染B．反应③生成的四氧化三铁具有抗腐蚀作用
C．反应①②③均是氧化还原反应D．反应①②中的氧化剂均为NaNO2
（4）当NaOH溶液浓度过大，“发蓝”的厚度会变小，其原因是
   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

（本题16分）无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业制备无水AlCl3的流程如下：

（1）氯化炉中通入O2的目的是                                    _________。
（2）氯化炉中Al2O3、C12和C反应的化学方程式是____________________________。
（3）氯化炉中导出的气体，通常用亚硫酸钠溶液来吸收，请写出用Na2SO3溶液处理尾气时发生反应的离子方程式___________________________________________________。
（4）在升华器中加入铝粉的目的是_________________________________________。
（5）用氯化铝晶体（AlCl3·6H2O）在HCl气中加热也能进行无水氯化铝的制备。但若实验条件控制不当，最终得到的物质是碱式氯化铝[化学式为Al2(OH)nCl(6-n)]，且质量是原氯化铝晶体（AlCl3·6H2O）的40%，则可推算n的值为                。
（6）镀铝电解池中，金属铝为阳极，熔融盐电镀液中铝元素主要以AlCl4－形式存在，则阳极的电极反应式为___________________________________。

镁是海水中含量较多的金属，镁、镁合金及其镁的化合物在科学研究和工业生产中用途非常广泛。
（1）Mg2Ni是一种储氢合金，已知：
Mg(s) + H2(g)=MgH2(s) △H1=－74.5kJ·mol－1
Mg2Ni(s) + 2H2(g)=Mg2NiH4(s) △H2=－64.4kJ·mol－1
Mg2Ni(s)+2MgH2(s) = 2Mg(s)+Mg2NiH4(s)  △H3
则△H3 =               kJ·mol－1。
（2）工业上可用电解熔融的无水氯化镁获得镁。其中氯化镁脱水是关键工艺之一，一种正在试验的氯化镁晶体脱水的方法是：先将MgCl2·6H2O转化为MgCl2·NH4Cl·nNH3（铵镁复盐）,然后在700℃脱氨得到无水氯化镁，脱氨反应的化学方程式为               ；电解熔融氯化镁，阴极的电极反应式为               。
（3）储氢材料Mg(AlH4)2在110-200°C的反应为：Mg(AlH4)2=MgH2 +2A1+3H2↑每生成27gAl转移电子的物质的量为               。

（4）工业上用MgC2O4·2H2O热分解制超细MgO，其热分解曲线如图。
图中隔绝空气条件下B→C发生反应的化学方程式为               。

（5）一种有机镁化合物可用于制造光学元件的涂布液，化学式可表示为：，它可发生如下反应：
ROH与B的核磁共振氢谱如下图:

ROH由C、H、O、F四种元素组成的含氟有机物，分子中只有1个氧原子，所有氟原子化学环境相同，相对分子质量为168，则ROH的结构简式为               ； B的结构简式为               。

在50 mL a mol·L－1的硝酸溶液中，加入6．4 g Cu，固体全部溶解，且还原产物只有NO2和NO。将反应后溶液用蒸馏水稀释至100 mL，测得c(NO3-)＝4 mol·L－1。
（1）稀释后的溶液中c(H+)＝            mol·L－1
（2）若a＝10，则生成的气体中NO2的物质的量为________mol
（3）治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液进行吸收，反应原理如下：
NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O     2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O
若上述混合气体被1 mol·L－1的NaOH溶液恰好吸收，则NaOH溶液的体积为________mL

为证明Fe3+具有较强的氧化性，甲同学做了如下实验：将Cu片放入0.5mol/L Fe(NO3)3溶液中，观察到Cu片逐渐溶解，溶液由黄色变为蓝绿色，由此甲同学得到Fe3+具有较强氧化性的结论。
乙同学提出了不同的看法：“Fe(NO3)3溶液具有酸性，在此酸性条件下NO3-也能氧化Cu”，并设计实验进行探究。已知：

水解反应
平衡常数（K）
Fe3+ + 3H2O  Fe(OH)3 + 3H+
7.9 × 10-4
Fe2+ + 2H2O  Fe(OH)2 + 2H+
3.2 × 10-10
Cu2+ + 2H2O  Cu(OH)2 + 2H+
3.2 × 10-7
 
请回答：（1）稀硝酸和Cu反应的化学方程式为                                  。
（2）请利用所提供的试剂，帮助乙同学完成实验方案设计。
试剂：0.5mol/L Fe(NO3)3溶液、Cu片、精密pH试纸（0.5～5.0）、硝酸钠溶液、稀盐酸。
方案：                                                  。
（3）丙同学分别实施了甲、乙两位同学的实验方案，并在实验过程中用pH计监测溶液pH的变化，实验记录如下。
实验内容
实验现象
甲同学的实验方案
溶液逐渐变成蓝绿色， pH略有上升
乙同学的实验方案
无明显现象，pH没有明显变化。
 
①据实验现象写出发生反应的离子方程式：                                。
②导致实验过程中溶液pH略有上升的可能原因是                          。
③解释乙同学的实验现象                                  。
（4）请你设计更简便可行的实验方案，帮助甲同学达到实验目的：                    。

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