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1.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)机动车尾气和煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染.已知:
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ/mol
2NO2(g)?N2O4(g)△H=-56.9kJ/mol
H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式:CH4(g)+N2O4(g)═N2(g)+2H2O(g)+CO2(g)△H=-898.1kJ/mol.
(2)催化反硝化法中,H2能将NO${\;}_{3}^{-}$还原为N2,溶液的pH由7变为12.
①N2的结构式为N≡N.
②上述反应离子方程式为2NO3-+5H2=N2+2OH-+4H2O.
(3)电化学降解NO${\;}_{3}^{-}$的原理如下图1所示,则电源正极为A(填“A”或“B”).

(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如图2
①Pt电极上发生的是还原反应(填“氧化”或“还原”).
②写出NiO电极的电极反应式:NO+O2--2e-=NO2

分析 (1)根据盖斯定律,由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式;
(2)①氮气分子中氮原子间存在3个共用电子对;
②在催化剂条件下,氢气和硝酸根离子发生氧化还原反应生成氮气、水和氢氧根离子;
(3)由图示知在Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应,因此Ag-Pt电极为阴极,据此判断电源的正负极;
(4)①原电池中正极得电子的物质发生还原反应;
②NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮.

解答 解:(1)已知:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-867kJ/mol①
2NO2(g)?N2O4(g)△H2=-56.9kJ/mol②
H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol③
根据盖斯定律,①-②+④×2可得CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),故△H=-867kJ/mol-(-56.9kJ/mol)+2(-44.0)kJ/mol=-898.1kJ/mol 即CH4(g)+N2O4(g)═N2(g)+2H2O(g)+CO2(g)△H=-898.1kJ/mol,
故答案为:CH4(g)+N2O4(g)═N2(g)+2H2O(g)+CO2(g)△H=-898.1kJ/mol;
(2)①N2分子中氮原子间通过氮氮三键结合,因此其结构式为N≡N,
故答案为:N≡N;
②利用溶液pH变化可知有OH-生成,再结合原子守恒可写出反应的离子方程式为:2NO3-+5H2=N2+2OH-+4H2O,故答案为:2NO3-+5H2=N2+2OH-+4H2O;
(3)由图示知在Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应,因此Ag-Pt电极为阴极,则B为负极,A为电源正极;故答案为:A;
(4)装置无外接电源,故为原电池,铂电极上氧气得电子生成氧离子而被还原,发生还原反应,故答案为:还原;
②NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮,所以电极反应式为:NO+O2--2e-=NO2,故答案为:NO+O2--2e-=NO2

点评 本题考查盖斯定律的应用、结构式和离子方程式的书写、原电池的工作原理以及电极反应式的书写等知识点,难度较大.

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11.根据锡、铅的主要化合价及其稳定性,完成下列填空:
(1)锡的+2价化合物应具有较强的还原性,铅的+4价化合物应具有较强的氧化性.
(2)已知Sn2+的还原性比Fe2+的还原性强,PbO2的氧化性比Cl2的氧化性强.试写出下列反应的化学方程式:
①氯气与锡共热:Sn+2Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SnCl4
②氯气与铅共热:Pb+Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbCl2
③PbO2与浓盐酸共热:PbO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbCl2+Cl2↑+2H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

12.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,加入足量硫酸,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.

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9.科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航天航空.图甲所示装置中,以稀土金属材料为惰性电极,在两极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体,它在高温下能传导阳极生成的O2-(O2+4e=2O2-

①c电极为正极,d电极上的电极反应式为CH4+4O2-═CO2+2H2O+8e-
②图乙是用惰性电极电解100mL 0.5mol•L-1 CuSO4溶液,a电极上的电极反应式为4OH-═2H2O+O2↑+4e-.若a电极产生56mL(标准状况)气体,则所得溶液的pH=1(不考虑溶液体积变化),若要使电解质溶液恢复到电解前的状态,可加入ac(选填字母序号)
a.CuO         b.Cu(OH)2         c.CuCO3       d.Cu2(OH)2CO3

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16.下列有关除杂的实验操作合理的是(  )
A.除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳:通入适量氧气后点燃
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C.除去氮气中少量氧气:使气体通过炽热的铜粉
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6.化学与社会、生产、生活密切相关.下列说法不正确的是(  )
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13.相对分子质量为Mr的气态化合物V L(标准状况)溶于m g水中,得到溶液的质量分数为w%,物质的量浓度为c mol•L-1,密度为ρ g•cm-3,则下列说法正确的是(  )
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

10.
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11.碱式氧化镍(NiOOH)可用作镍氢电池的正极材料.以含镍(Ni2+)废液为原料生产NiOOH的一种工艺流程如下:

(1)加入Na2CO3溶液时,确认Ni2+已经完全沉淀的实验方法是静置,在上层清液中继续滴加1~2滴Na2CO3溶液,无沉淀生成.
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(3)写出在空气中加热Ni(OH)2制取NiOOH的化学方程式:4Ni(OH)2+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NiOOH+2H2O.
(4)若加热不充分,制得的NiOOH中会混有Ni(OH)2,其组成可表示为xNiOOH•yNi(OH)2.现称取9.18g样品溶于稀硫酸,加入100mL 1.0mol•L-1 Fe2+标准溶液,搅拌至溶液清亮,定容至200mL.取出20.00mL,用0.010mol•L-1 KMnO4标准溶液滴定,用去KMnO4标准溶液20.00mL,试通过计算确定x、y的值(写出计算过程).涉及反应如下(均未配平):NiOOH+Fe2++H+-Ni2++Fe3++H2O  Fe2++MnO4-+H+-Fe3++Mn2++H2O.

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