题目内容
8.氮可以形成多种化合物,如NH3、N2H4、HCN、NH4NO3等.(1)已知:N2(g)+2H2(g)═N2H4(l)△H=+50.6kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1
则 ①N2H4(l)+O2(g)═N2(g)+2H2O(l)△H=-622.2kJ•mol-1
②用次氯酸钠氧化氨,可以得到N2H4的稀溶液,该反应的化学方程式是2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O.
(2)污水中的NH4+可以用氧化镁处理,发生如下反应:
MgO+H2O?Mg(OH)2 Mg(OH)2+2NH4+?Mg2++2NH3•H2O.
①温度对氮处理率的影响如图1所示.在25℃前,升高温度氮去除率增大的原因是升高温度NH3的溶解度降低,有利于NH3的逸出;
②剩余的氧化镁,不会对废水形成二次污染,理由是氧化镁难溶于水中,以沉淀的形式排出,因此不会形成二次污染.
(3)污水中的含氮化合物,通常先用生物膜脱氮工艺进行处理在硝化细菌的作用下将NH4+氧化为NO3-(2NH4++3O2═2HNO2+2H2O+2H+;2HNO2+O2=2HNO3).然后加入甲醇,甲醇和NO3-反应转化为两种无毒气体.
①上述方法中,14g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为64g;
②写出加入甲醇后反应的离子方程式:6NO3-+5CH3OH+6H+=3N2↑+5CO2↑+13H2O.
(4)甲醇燃料电池的工作原理如图2所示,则该电池负极的电极反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+.
分析 (1)①已知:Ⅰ.N2(g)+2H2(g)═N2H4(l)△H=+50.6kJ•mol-1
Ⅱ.2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1
根据盖斯定律,Ⅱ-Ⅰ可得:N2H4(l)+O2(g)═N2(g)+2H2O(l);
②用次氯酸钠氧化氨,可以得到N2H4的稀溶液,次氯酸钠被还原生成NaCl,还有水生成;
(2)①升高温度NH3的溶解度降低;
②氧化镁难溶于水中,不会形成二次污染;
(3)①根据电子转移守恒计算消耗氧气;
②甲醇和NO3-反应转化为两种无毒气体,应是生成N2、CO2,反应还生成水;
(4)原电池负极发生氧化反应,由示意图可知,甲醇在负极失去电子生成CO2与H+.
解答 解:(1)①已知:Ⅰ.N2(g)+2H2(g)═N2H4(l)△H=+50.6kJ•mol-1
Ⅱ.2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1
根据盖斯定律,Ⅱ-Ⅰ可得:N2H4(l)+O2(g)═N2(g)+2H2O(l),则△H=-571.6kJ•mol-1
-50.6kJ•mol-1=-622.2kJ•mol-1,
故答案为:-622.2;
②用次氯酸钠氧化氨,可以得到N2H4的稀溶液,次氯酸钠被还原生成NaCl,还有水生成,反应方程式为:2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O,
故答案为:2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O;
(2)①在25℃前,升高温度氮去除率增大的原因是:因为氨气溶解度随温度升高,溶解度减小,有利于NH3的逸出,
故答案为:升高温度NH3的溶解度降低,有利于NH3的逸出;
②剩余的氧化镁,是难溶于水的物质,以沉淀的形式排出,不会形成二次污染,
故答案为:氧化镁难溶于水中,以沉淀的形式排出,因此不会形成二次污染;
(3)①14g铵态氮元素物质的量为$\frac{14g}{14g/mol}$=1mol,根据电子转移守恒,转化为硝态氮元素时需氧的物质的量为$\frac{1mol×[5-(-3)]}{4}$=2mol,需要氧气质量为2mol×32g/mol=64g,
故答案为:64g;
②甲醇和NO3-反应转化为两种无毒气体,应是生成N2、CO2,反应还生成水,反应离子方程式为:6NO3-+5CH3OH+6H+=3N2↑+5CO2↑+13H2O,
故答案为:6NO3-+5CH3OH+6H+=3N2↑+5CO2↑+13H2O;
(4)原电池负极发生氧化反应,由示意图可知,甲醇在负极失去电子生成CO2与H+,负极电极反应式为:CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+,
故答案为:CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+.
点评 本题比较综合,涉及反应热计算、电极反应式书写、氧化还原反应计算等,是对学生综合能力考查,难度中等.
| A. | ②③④ | B. | ①③④ | C. | ②③④ | D. | ③④⑤ |
| A. | Mg和Al | B. | Mg和Ag | C. | Na和Zn | D. | Fe和Zn |
| A. | 25℃时HA溶液的电力平衡常数约为2×10-6 | |
| B. | 当滴入10mLNaOH时溶液恰好为中性,则a<0.5mol•L-1 | |
| C. | 滴加过程中,溶液中的离子浓度有可能为c(Na+)=c(A-) | |
| D. | 滴加过程中,溶液中的离子浓度关系不可能有c(A-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-) |
①取少量的溶液用硝酸酸化后,该溶液无沉淀生成;
②另取一定量原溶液,逐滴加入盐酸至过量,发生的现象是:开始产生沉淀并逐渐增多,沉淀量基本不变,后产生一种气体,最后沉淀逐渐减少至消失.
③另取一定量的原溶液中加入5mL0.2mol/L盐酸时,沉淀会完全消失,加入足量的硝酸银溶液可得到沉淀0.187g.
下列说法中正确的是( )
| A. | 该溶液中一定不含K+、NH4+、A13+、SiO32- | |
| B. | 该溶液中一定含有A13+、CO32-、Cl- | |
| C. | 该溶液中可能含有Cl- | |
| D. | 该溶液中一定含有K+、AlO2-、CO32-、Cl- |
| A. | 质量相等的N2和C2H4 | B. | 等体积的CO和CO2 | ||
| C. | 等温等体积的O2和N2 | D. | 等压等体积的N2和CO2 |