题目内容
（1）工业上以粗铜为原料采取如图甲所示流程制备硝酸铜晶体．
①在步骤a中，还需要通入氧气和水，其目的是将NOx氧化成HNO3；现有1L NO2、N0混合气体NOx，将其氧化成HNO3，需同温同压下O2的体积0.6L，则混和气体中N02、N0的物质量之比为
②在保温去铁的过程中，为使Fe3+沉淀完全，可以向溶液中加入CuO调节溶液的pH．根．据下表数据，溶液的PH应保持在 的范围内．
③进行蒸发浓缩时，要用硝酸调节溶液的PH=1，其目的是 （结合离子方程式说明）．
（2）图乙是某小组同学查阅资料所绘出的硝酸铜晶体[Cu（NO3）2?nH20]的溶解度曲线（温度在300C前后对应不同的晶体），下列说法不正确的是 （填字母）．
a．A点时的溶液为不饱和溶液
b．B点时两种晶体可以共存
c．按上述流程最终得到的晶体是Cu（NO3）2?3H20
d．若将C点时的溶液降温至30℃以下，可以析出Cu（NO3）2 6H2O 晶体
（3）氨气是工业上合成硝酸的原料，科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）实现氨的电化学合成，从而大大提高了氮气和氢气的转化率．电化学合成氨过程的总反应式为：N2+3H2
2NH3，则在电化学合成氨的过程中，阴极电极反应式为 ；一定温度下，按照一定的比例通入N2和H2合成NH3，达到平衡时，n（N2）：n（H2）：n（NH3）=2：3：6．缩小体积，反应再次达到平衡时n（H2）=1mol，n（NH3）=1Omol，则该反应中通入N2的物质的量是 ；已知该反应放出462KJ的热量，在此条件下合成氨的热化学方程式是 ．
①在步骤a中，还需要通入氧气和水，其目的是将NOx氧化成HNO3；现有1L NO2、N0混合气体NOx，将其氧化成HNO3，需同温同压下O2的体积0.6L，则混和气体中N02、N0的物质量之比为
②在保温去铁的过程中，为使Fe3+沉淀完全，可以向溶液中加入CuO调节溶液的pH．根．据下表数据，溶液的PH应保持在
| 氢氧化物开始沉淀时的pH | 氢氧化物沉淀完全时的pH | |
| Fe3+ | 1.9 | 3.2 |
| Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
（2）图乙是某小组同学查阅资料所绘出的硝酸铜晶体[Cu（NO3）2?nH20]的溶解度曲线（温度在300C前后对应不同的晶体），下列说法不正确的是
a．A点时的溶液为不饱和溶液
b．B点时两种晶体可以共存
c．按上述流程最终得到的晶体是Cu（NO3）2?3H20
d．若将C点时的溶液降温至30℃以下，可以析出Cu（NO3）2 6H2O 晶体
（3）氨气是工业上合成硝酸的原料，科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）实现氨的电化学合成，从而大大提高了氮气和氢气的转化率．电化学合成氨过程的总反应式为：N2+3H2
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| 一定条件 |
考点：制备实验方案的设计,化学平衡的计算,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,电解原理,铜金属及其重要化合物的主要性质
专题：电化学专题,几种重要的金属及其化合物
分析：（1）①氮氧化物与水和氧气发生氧化还原反应最终生成硝酸，各根据氧化还原反应得失电子守恒计算气体的物质的量关系；
②根据实验目的可知，要让铁离子沉淀完全，铜离子不能形成沉淀，结合表格中的数据可判断PH范围；
③从影响盐类水解平衡移动的角度分析；
（2）分析曲线，处于曲线上的点为饱和溶液状态，根据不同温度所得晶体不同分析；
（3）由总方程式可知，电解时，阴极发生还原反应，氮气被还原生成氨气；结合反应的化学方程式，利用三段式法计算．
②根据实验目的可知，要让铁离子沉淀完全，铜离子不能形成沉淀，结合表格中的数据可判断PH范围；
③从影响盐类水解平衡移动的角度分析；
（2）分析曲线，处于曲线上的点为饱和溶液状态，根据不同温度所得晶体不同分析；
（3）由总方程式可知，电解时，阴极发生还原反应，氮气被还原生成氨气；结合反应的化学方程式，利用三段式法计算．
解答：
解：（1）①相同条件下气体的体积之比等于物质的量之比，可假定NO2、NO混合气体为1mol，O2为0.6mol，设混合物中含有xmolNO2，ymolNO，
则有
解之得
，
所以混和气体中NO2、NO的物质的量之比为3：7，
故答案为：3：7；
②根据实验目的可知，要让Fe3+沉淀完全，Cu2+不能形成沉淀，氢氧化铁沉淀完全的PH为3.2，氢氧化铜开始沉淀时的pH为4.7，要让Fe3+沉淀完全，Cu2+不形成沉淀，溶液的PH应保持在3.2～4.7之间的范围，
故答案为：3.2～4.7；
③硝酸铜溶液中存在：Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+，进行蒸发浓缩时，要用硝酸调节溶液的pH=1，可以抑制硝酸铜的水解，有利用硝酸铜晶体的析出，
故答案为：由于Cu2+发生水解：Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+，加入硝酸可以抑制硝酸铜的水解；
（2）a．处于曲线上的点为饱和溶液状态，A点在曲线下方，应为不饱和溶液，故a正确；
b．B点为生成晶体的转折点，两种晶体可以共存，故b正确；
c．上述流程是在低温下进行的．最终得到的晶体是Cu（NO3）2?6H2O，故c错误；
d．由图象可以看出，溶液降温至30℃以下，可以析出Cu（NO3）2?6H2O晶体，故d正确，
故答案为：c；
（3）电解时，阴极发生还原反应，氮气被还原生成氨气，电极方程式为N2+6H++6e-=2NH3，
达到平衡时，n（N2）：n（H2）：n（NH3）=2：3：6，设分别为2xmol、3xmol、6xmol，
则 N2+3H2
2NH3，
原平衡 2x 3x 6x
转化 a 3a 2a
新平衡 2x-a 3x-3a 6x+2a
平衡时n（H2）=1mol，n（NH3）=1Omol，
则x-a=
，6x+2a=8x-2（x-a）=8x-
=10，
解之得x=
，
则该反应中通入N2的物质的量应为n（N2）+
n（NH3）=2x-a+
（6x+2a）=5x=
，
已知该反应放出462KJ的热量，即消耗N25mol，则消耗1molN2放出的热量为
kJ=92.4kJ，
所以反应的热化学方程式为 N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol，
故答案为：N2+6H++6e-=2NH3；
mol；N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol．
则有
|
解之得
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所以混和气体中NO2、NO的物质的量之比为3：7，
故答案为：3：7；
②根据实验目的可知，要让Fe3+沉淀完全，Cu2+不能形成沉淀，氢氧化铁沉淀完全的PH为3.2，氢氧化铜开始沉淀时的pH为4.7，要让Fe3+沉淀完全，Cu2+不形成沉淀，溶液的PH应保持在3.2～4.7之间的范围，
故答案为：3.2～4.7；
③硝酸铜溶液中存在：Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+，进行蒸发浓缩时，要用硝酸调节溶液的pH=1，可以抑制硝酸铜的水解，有利用硝酸铜晶体的析出，
故答案为：由于Cu2+发生水解：Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+，加入硝酸可以抑制硝酸铜的水解；
（2）a．处于曲线上的点为饱和溶液状态，A点在曲线下方，应为不饱和溶液，故a正确；
b．B点为生成晶体的转折点，两种晶体可以共存，故b正确；
c．上述流程是在低温下进行的．最终得到的晶体是Cu（NO3）2?6H2O，故c错误；
d．由图象可以看出，溶液降温至30℃以下，可以析出Cu（NO3）2?6H2O晶体，故d正确，
故答案为：c；
（3）电解时，阴极发生还原反应，氮气被还原生成氨气，电极方程式为N2+6H++6e-=2NH3，
达到平衡时，n（N2）：n（H2）：n（NH3）=2：3：6，设分别为2xmol、3xmol、6xmol，
则 N2+3H2
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| 一定条件 |
原平衡 2x 3x 6x
转化 a 3a 2a
新平衡 2x-a 3x-3a 6x+2a
平衡时n（H2）=1mol，n（NH3）=1Omol，
则x-a=
| 1 |
| 3 |
| 2 |
| 3 |
解之得x=
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| 3 |
则该反应中通入N2的物质的量应为n（N2）+
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 20 |
| 3 |
已知该反应放出462KJ的热量，即消耗N25mol，则消耗1molN2放出的热量为
| 462 |
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所以反应的热化学方程式为 N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol，
故答案为：N2+6H++6e-=2NH3；
| 20 |
| 3 |
点评：本题考查了实验方案设计中的有关知识，侧重于考查学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，题目难度中等，本题注意盐类水解平衡的影响因素，做题时注意把握题给信息，注重知识迁移能力的培养．
练习册系列答案
相关题目
下列措施中，能减慢化学反应速率的是（ ）
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| A、2H++SO42-+Ba2++2OH-=2H2O+BaSO4↓ |
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| D、Br2+2Cl-═2Br-+Cl2↑ |
如图所示是电解氯化钠溶液（含酚酞）的装置．有毒气体收集的装置省略没有画出，两电极均是惰性电极．
碳、氮、氧、铜是与人类生产三生活息息相关的化学元素，请回答下列问题：