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19.资料显示,可用次氯酸钠处理废水中的氨氮(NH3),使其转化为氮气除去,其主要反应如下:
①NH3(aq)+HClO(aq)═NH2Cl(aq)+H2O(I)
②2NH2Cl(aq)+HClO(aq)═N2(g)+H2O(I)+3HCl(aq)
(1)在其他条件不变的情况下,向一定量废水中逐滴滴加次氯酸钠溶液,氨氮去除率随$\frac{n(NaClO)}{n(N{H}_{3})}$的变化曲线如图1:

Ⅰ.物质NH2Cl中氮元素的化合价是-1.
Ⅱ.a-b点间,溶液中氨氮去除率迅速提高的原因是c(NaClO)增大,水解平衡正向移动,使c(HClO)增大,NH3被氧化为N2速度加快.
(2)Ⅰ.反应①②中HClO 的来源用化学用语解释是ClO-+H2O?HClO+OH-
Ⅱ.实验测得,废水中pH与氨氮去除率如图2所示:
pH较高时,氨氮去除率下降的原因是c(OH-)较大,抑制NaClO水解,c(HClO)较小致氧化能力弱.
pH较低时,氨氮去除率也下降,可能的原因是c(H+)较大,促进NaClO水解,c(HClO)太高致HClO易分解.
(3)运用上述原理去除废水中的氨氮,可结合图3所示的电解法.
Ⅰ.a极为负极.
Ⅱ.d极反应式为Cl--2e-+H2O=H++HClO.

分析 (1)I.H为+1价,Cl为-1价,化合物中正负化合价的倒数和为0;
II.a-b点间,溶液中氨氮去除率迅速提高,与c(NaClO)增大生成HClO有关;
(2)I.水解生成HClO;
II.pH较高时,氨氮去除率下降,与OH-抑制NaClO水解有关;pH较低时,氨氮去除率也下降与c(HClO)太高致HClO易分解有关;
(3)由图可知,电解时Cl-失去电子转化为HClO,HClO可氧化氨气生成氮气,则d连接电源正极为阳极.

解答 解:(1)Ⅰ.H为+1价,Cl为-1价,化合物中正负化合价的倒数和为0,则N元素的化合价为0-(+1)×2-(-1)=-1,
故答案为:-1;
Ⅱ.a-b点间,溶液中氨氮去除率迅速提高的原因是c(NaClO)增大,水解平衡正向移动,使c(HClO)增大,NH3被氧化为N2速度加快,
故答案为:c(NaClO)增大,水解平衡正向移动,使c(HClO)增大,NH3被氧化为N2速度加快;
(2)Ⅰ.反应①②中HClO 的来源用化学用语解释是ClO-+H2O?HClO+OH-
故答案为:ClO-+H2O?HClO+OH-
Ⅱ.pH较大时,c(OH-)较大,抑制NaClO水解,c(HClO)较小致氧化能力弱,去除率降低;pH较小时,c(H+)较大,促进NaClO水解,c(HClO)太高致HClO易分解,去除率降低,
故答案为:c(OH-)较大,抑制NaClO水解,c(HClO)较小致氧化能力弱;c(H+)较大,促进NaClO水解,c(HClO)太高致HClO易分解;
(3)由图可知,电解时Cl-失去电子转化为HClO,HClO可氧化氨气生成氮气,则d连接电源正极为阳极,可知a为负极,d为阳极,阳极反应为Cl--2e-+H2O=H++HClO,
故答案为:负极;Cl--2e-+H2O=H++HClO.

点评 本题考查化学平衡及电解原理,为高频考点,把握图象分析、平衡移动原理及电极反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意信息的应用,题目难度较大.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.锶(Sr)为第五周期IIA族元素,其化合物六水氯化锶(SrCl2•6H2O)是实验室重要的分析试剂,工业上常以天青石(主要成分为SrSO4)为原料制备,生产流程如图:

已知:
①经盐酸浸取后的溶液中除含有Sr2+和Cl-外,还有少量的Ba2+杂质.
②BaSO4的溶度积常数为1.1×10-10,SrSO4的溶度积常数为3.3×10-7
③SrCl2•6H2O的摩尔质量为267g/mol
(1)工业上天青石焙烧前应先研磨粉碎,其目的是增加反应物的接触面积,提高化学反应速率.
(2)工业上天青石隔绝空气高温焙烧时,若0.5mol SrSO4中只有S元素被还原,且转移了4mol电子.则该反应的化学方程式为SrSO4+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SrS+4CO↑.
(3)浸取后加入硫酸的目的是(用离子方程式表示)SO42-+Ba2+=BaSO4↓.为了提高原料的利用率,滤液中Sr2+的浓度应不高于0.03 mol/L (注:此时滤液中Ba2+浓度为1×10-5mol/L).
(4)产品纯度检测:称取1.000g产品溶解于适量水中,向其中加入含AgNO30.01mol的AgNO3溶液(溶液中除Cl-外,不含其它与Ag+反应的离子),待Cl-完全沉淀后,滴入1-2滴含Fe3+的溶液作指示剂,用0.2000mol/L的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3,使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出.(已知:SCN-先与Ag+反应).
①滴定反应达到终点的现象是当加入最后1滴NH4SCN溶液时,溶液由无色变为血红色,且30s不褪色.
②若滴定过程用去上述浓度的NH4SCN溶液20.00mL,则产品中SrCl2•6H2O的质量百分含量为80.1%(保留3位有效数字).
(5)由SrCl2•6H2O晶体制取无水氯化锶的主要仪器除了酒精灯、泥三角、三脚架外,还有坩埚.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

10.下列有关实验的叙述正确的是(  )
A.将10%的葡萄糖溶液加入新制氢氧化铜悬浊液中,加热可得到砖红色沉淀
B.苯加入到溴水中,苯和溴发生取代反应而使溴水褪色
C.在洁净的试管中加入1~2 mL AgNO3溶液,再滴加稀氨水,直到AgOH完全沉淀,即制得银氨溶液
D.在空气中灼烧铜丝,待铜丝冷却后伸入乙醇中,反复多次,可以制得乙醛

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.a、b、c、d、e、f为原子序数依次增大的短周期主族元素,在短周期主族元素中a的原子半径最小、d的最大.b、c是同周期相邻的元素,且质子数之和比e的质子数少1,c、e形成的化合物为主要大气污染物之一.试回答下列问题:
(1)c元素的原子结构示意图为,b的最简单氢化物的电子式为
(2)b、c、e的气态氢化物中稳定性最强的是H2O(用分子式表示).
(3)a、b、c、f中的三种元素可组成多种化合物,其中既含有离子键又含有共价键,且水溶液显酸性的化合物的化学式为NH4Cl(写出一种即可).该水溶液显酸性的原因是NH4++H2O═NH3•H2O+H+(用离子方程式表示).
(4)向a和c按原子个数比1:1形成化合物的溶液中滴加几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;一段时间后.溶液中有大量气泡出现,并放热.产生大量气泡的原因是Fe3+催化H2O2分解生成大量的氧气.
(5)一定量的d2c2与二氧化碳反应后的固体物质,恰好与含0.8mol HCl的稀盐酸完全反应,并收集到0.3mol气体,则该固体物质的组成为0.2molNa2O2,0.2molNa2CO3(标明物质的量及化学式).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

14.工业上由N2、H2合成NH3.制备H2需经多步完成,其中“水煤气(CO、H2)变换”是纯化H2的关键一步.
(1)水煤气变换:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),平衡常数K随温度变化如表:
温度/℃200300400
K2903911.7
①下列分析正确的是ac.
a.水煤气变换反应的△H<0
b.增大压强,可以提高CO的平衡转化率
c.增大水蒸气浓度,可以同时增大CO的平衡转化率和反应速率
②以氨水为吸收剂脱除CO2.当其失去吸收能力时,通过加热使吸收剂再生.用化学方程式表示“吸收”、“再生”两个过程:NH3+H2O+CO2=NH4HCO3、NH4HCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3+H2O+CO2↑.
(2)Fe3O4是水煤气变换反应的常用催化剂,经CO、H2还原Fe2O3制备.两次实验结果如表:
实验Ⅰ实验Ⅱ
通入气体CO、H2CO、H2、H2O(g)
固体产物Fe3O4、FeFe3O4
结合化学方程式解释H2O(g)的作用:Fe3O4(s)+4H2(g)?3Fe(s)+4H2O(g),加入H2O(g)后抑制Fe3O4被H2进一步还原.
(3)2016年我国某科研团队利用透氧膜,一步即获得N2、H2,工作原理如图所示.(空气中N2与O2的物质的量之比按4:1计)

①起还原作用的物质是CH4
②膜Ⅰ侧发生的电极反应式是H2O+2e-=H2+O2-、O2+4e-=2O2-
③膜Ⅰ侧所得气体$\frac{n({H}_{2})}{n({N}_{2})}$=3,CH4、H2O、O2反应的化学方程式是14CH4+12H2O+O2=14CO+40H2

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

4.把小块木炭在酒精灯上烧至红热,迅速投入热的浓硝酸中,发生剧烈反应,同时有大量红棕色气体产生,液面上木炭迅速燃烧发出光亮.
(1)写出红热木炭被热的浓硝酸氧化为CO2的化学方程式C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O.
(2)木炭与浓硝酸反应过程中还伴随着浓硝酸的分解,除了产生氧气外,也产生红棕色气体.相同条件下该分解反应产生的氧气与红棕色气体的体积之比为1:4.
(3)某研究性学习小组的同学对“木炭在液面上迅速燃烧发出光亮”的原因做出3个猜想:
猜想一:甲同学认为空气中O2支持木炭燃烧
猜想二:乙同学认为浓硝酸分解产生的O2支持木炭燃烧
猜想三:丙同学认为反应产生的NO2支持木炭燃烧
①根据木炭在空气中燃烧的现象,甲同学的猜想明显不合理,理由是木炭在空气中燃烧,只产生红热现象.
②理论分析乙同学的猜想也不正确,原因是浓硝酸分解产生O2和NO2为1:4,按照二者比例,产生的氧气浓度与空气相近.
③要证实丙同学的猜想,还需补充的实验方案是在收集满NO2的试管中伸进一块带火星的木炭,若木炭立即复燃,反应完成后,加入少量澄清石灰水振荡,产生白色沉淀(浑浊),说明起助燃作用的气体是NO2(请写出实验操作、现象和结论).

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.六种短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大,只有E是金属元素,其一种核素的质量数为28,中子数比质子数多2,B是自然界中形成物质种类最多的元素,D是地壳中含量最多的元素;A、C、E、F原子最外层电子数为互不相等的奇数,且A、C、F原子最外层电子数之和恰好等于E元素的核电荷数,A与F最高化合价之和为8,下列说法正确的是(  )
A.A、C、D三种元素形成的化合物一定是共价化合物
B.工业上常用电解E与F形成的化合物的方法制取单质E
C.原子半径由大到小的顺序:D>C>B>A
D.B、C、F元素最高价氧化物水化物酸性最强的是F

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

8.铷元素(Rb)位于元素周期表中第五周期第ⅠA族,有关Rb及其化合物的性质推测正确的是(  )
A.Rb与冷水反应比K更剧烈B.Rb投入CuSO4溶液中可置换出Cu
C.Rb与O2反应只有Rb2O产生D.Rb2CO3难溶于水

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.通常情况下,氣化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构分别如图所示:

下列关于这些晶体结构和性质的叙述不正确的是(  )
A.同一主族的元素与另一相同元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同 的晶体结构
B.氯化钠、氯化铯和二氧化碳的晶体都有立方的晶胞结构,它们具有相似物理 性质
C.二氧化碳晶体是分子晶体,其中不仅存在分子间作用力,而且也存在共价键
D.二氧化硅晶体不是密堆积结构

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