题目内容

12．氮氧化物（NOx）种类很多，造成大气污染的主要是NO和NO2，研究它们的综合利用有重要意义．
（1）NO可通过氧化-还原法转化为N2，转化关系如下：
NO$→_{反应Ⅰ}^{O_{2}}$NO2$→_{Ⅱ}^{CO（NH_{2}）_{2}}$N2．反应Ⅰ的化学方程式是2NO+O2=2NO2；反应Ⅱ的还原剂是CO（NH2）2．
（2）NO还可与C在一定条件下反应得到无污染的气体．NO与C在一定条件下反应的化学方程式是2NO+C═N2+CO2．
（3）NO也可直接用活性铁粉转化为N2．已知：
N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H1
4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H2
则6NO（g）+4Fe（s）=2Fe2O3（s）+3N2（g）△H=△H2-3△H1（用“△H1”、“△H2”表示）．
（4）NO2可电解制备绿色硝化试剂N2O5．如图是其原理示意图．
①阳极电解液中的N2O4由NO2降温转化得到，降温的原因是2NO2（g）?N2O4（g）△H＜0，在其他条件不变时，降温平衡右移，有利于NO2转化为N2O4．
②阳极区生成N2O5的电极反应式是N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+．
③阴极区得到一种可循环利用的物质，其化学式是N2O4．

分析 （1）NO与氧气反应生成NO2，NO2具有氧化性，CO（NH2）2与发生氧化还原反应生成氮气；
（2）NO还可与C在一定条件下反应得到无污染的气体，应生成氮气和二氧化碳；
（3）已知①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H1②4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H2，利用盖斯定律将②-①×3可得6NO（g）+4Fe（s）=2Fe2O3（s）+3N2（g）；
（4）NO2可电解制备绿色硝化试剂N2O5．N元素化合价升高，NO2被氧化，为电解池阳极反应，阴极浓硝酸被还原生成N2O4．

解答 解：（1）NO与氧气反应生成NO2，方程式为2NO+O2=2NO2，NO2具有氧化性，CO（NH2）2与发生氧化还原反应生成氮气，CO（NH2）2为还原剂，
故答案为：2NO+O2=2NO2；CO（NH2）2；
（2）NO还可与C在一定条件下反应得到无污染的气体，应生成氮气和二氧化碳，方程式为2NO+C═N2+CO2，故答案为：2NO+C═N2+CO2；
（3）已知①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H1②4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H2，利用盖斯定律将②-①×3可得6NO（g）+4Fe（s）=2Fe2O3（s）+3N2（g），则△H=△H2-3△H1，
故答案为：△H2-3△H1；
（4）①2NO2（g）?N2O4（g）△H＜0，降低温度向吸热方向移动，即降低温度向生成N2O4的方向移动，
故答案为：2NO2（g）?N2O4（g）△H＜0，在其他条件不变时，降温平衡右移，有利于NO2转化为N2O4；
②NO2可电解制备绿色硝化试剂N2O5．N元素化合价升高，NO2被氧化，电极方程式为N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，故答案为：N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+；
③阳极上N2O4放电生成N2O5，电极反应为N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，阴极发生2NO3-+2e-+4H+=N2O4+2H2O，则循环使用的物质为N2O4，
故答案为：N2O4．

点评 本题综合考查含氮化合物知识，为高频考点，侧重考查学生的分析、计算能力，题目涉及热化学方程式以及电解知识，注意把握盖斯定律以及电极方程式的书写，难度不大．

练习册系列答案
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2．硫化钠是用于皮革鞣制的重要化学试剂，可用无水芒硝（Na2SO4）与炭粉在高温下反应而制得，有关反应原理如下：
①Na2SO4+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Na2S+4CO↑；
②Na2SO4+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Na2S+4CO2．
（1）现要制取Na2S 7.80g，若生产过程中无水芒硝（Na2SO4）的利用率为90%，则理论上需要无水芒硝（Na2SO4）15.78g（精确到0.01）．
（2）若在反应中生成的Na2S物质的量为1mol，则消耗的碳单质的物质的量（n）的取值范围是2mol≤n≤4mol．
（3）若在上述反应中消耗的碳单质为1mol，生成Na2S的物质的量为y mol，而反应中生成的CO和CO2的物质的量之比为x，则y与x的关系式为：y=$\frac{2+x}{4+4x}$；
（4）Na2S放置在空气中，会缓慢氧化成Na2SO3及Na2SO4．现称取已经部分氧化的硫化钠样品39.20g溶于水中，加入足量盐酸，充分反应后，过滤得沉淀9.6g，放出H2S气体1.12L（标准状况）．请计算得出在39.20g样品中各氧化产物的物质的量分别为：n（Na2SO3）=0.10mol、n（Na2SO4）=0.05mol．
3．下列物质的转化在给定条件下不能实现的是（　　）
A．Ca（ClO）2（aq）$\stackrel{CO_{2}}{→}$HClO（aq）$\stackrel{光照}{→}$HCl（aq）
B．H2SiO3$\stackrel{△}{→}$SiO2$\stackrel{HCl（aq）}{→}$SiCl4
C．Al2O3 $→_{△}^{NaOH（ap）}$  NaAlO2（aq）$\stackrel{CO_{2}}{→}$Al（OH）3
D．Fe2O3$\stackrel{H_{2}SO_{4}（aq）}{→}$Fe2（SO4）3（aq）$\stackrel{△}{→}$无水Fe2（SO4）3
20．下列物质中互为同系物的是（　　）
A．甲烷与丙烷B．乙醇与乙酸
C．一氯甲烷与二氯甲烷D．正丁烷与异丁烷
7．铁和铜是人类使用最早的金属，铁、铜及其化合物在工农业生产等许多领域中有着重要的作用．
（1）酸性条件下，硫酸亚铁可将MnO2还原为MnSO4，该反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=Mn2++2Fe3++2H2O．在熔融的KOH中，O2可将Fe2（SO4）3氧化为K2 FeO4，该反应的化学方程式为2Fe2（SO4）3+20KOH+3O2=4K2FeO4+6K2SO4+10H2O．
（2）铁及其化合物可用于消除环境污染．常温下，用氧缺位铁酸锌ZnFe2Oy可以消除NOx污染，使NOx转变为N2，同时使ZnFe2Oy转变为ZnFe2O4．若2mol ZnFe2Oy与足量NO2反应可生成0.5mol N2，则y=3．
（3）工业上常采用如图所示电解装置，利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫．通电电解后通入H2S时发生反应的离子方程式为2[Fe（CN）6]3一+2CO32一+H2S=2[Fe（CN）6]4-+2HCO3-+S↓．电解时，阳极的电极反应式为[Fe（CN）6]4--e-=[Fe（CN）6]3-．
（4）在铜的冶炼过程中有如下反应发生：5FeS2+14CuSO4+12H2O═7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4，该反应的氧化剂是FeS2和CuSO4，当有10mol FeS2参与反应时，被CuSO4氧化的为2mol．
17．短周期A、B、C、D  4种元素，原子序数依次增大，A原子的最外层上有4个电子；B的阴离子和C的阳离子具有相同的电子层结构，两元素的单质反应，生成一种淡黄色的固体E；D与B属于同一族元素．
（1）元素：A为C，B为O，C为Na，D的质子数和中子数相等，D的原子组成符号为：${\;}_{16}^{32}$S，它的最高价氧化物对应的水化物为：H2SO4，其化学键属于共价键（“离子键”或“化学键”）．
（2）用电子式表示A、B两元素形成AB2的过程：
（3）用电子式表示C、D两元素形成化学键的过程：．
4．0.3mol某金属单质与足量的稀硫酸充分作用后，在标准状况下生成10.08L H2和51.30g该金属的硫酸盐，若该金属原子核内的质子数比中子数少一个，试通过计算推导该金属在周期表中的位置．
1．氯元素的相对原子质量为35.5，氯只有35Cl和37Cl两种稳定同位素，则相对分子质量为70，72，74的氯气分子数之比可能是（　　）
A．5：3：2B．5：2：3C．5：1：2D．9：6：1
2．明矾石的组成和明矾相似，是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，此外还含有氧化铝和少量的氧化铁杂质．具体实验流程如图：

请回答下列问题：
（1）明矾石焙烧时产生SO2，请你写出能验证SO2具有还原性且实验现象明显的化学方程式：SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl．
（2）操作1所用到的玻璃仪器的名称是漏斗、烧杯、玻璃棒．
（3）请你写出验证溶液1中有NH${\;}_{4}^{+}$的实验过程：取少量溶液1于试管中，加入浓氢氧化钠溶液加热，有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成，证明溶液1中含有NH4+．
（4）由溶液3制取氢氧化铝的离子方程式为AlO2-+CO2+H2O=Al（OH）3+HCO3-．
（5）实验室用Fe2O3与CO反应来制取单质Fe．
①请按气流由左到右的方向连接下列各装置，顺序为A→E→B→C→D．

②检查装置A气密性的方法是关闭a、b两处活塞，将导气管插入水槽中，微热，导气管口有气泡产生，停止微热，一段时间后，导管中形成一段水柱，说明气密性良好．
③在点燃B处的酒精灯前，应进行的操作是检验CO气体纯度．
④装置C的作用是除去CO气体混有的二氧化碳，利于CO点燃．

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