【題目】水體中硝酸鹽造成的污染已成為突出的環(huán)境問(wèn)題。某課題組研究了去除不同各種水體中NO3-的方法。
(1)用鋁粉去除飲用水中NO3-的一種方案如下:
①用熟石灰而不用NaOH調(diào)節(jié)pH的主要原因是___。在調(diào)節(jié)pH時(shí),若pH過(guò)大或過(guò)小都會(huì)造成Al的利用率降低。寫(xiě)出pH過(guò)大造成Al利用率降低的離子方程式___。
②在加入鋁粉去除NO3-的反應(yīng)中,氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為___。
(2)用鐵粉處理pH=2.5的含NO3-廢水,測(cè)得溶液中相關(guān)離子濃度、pH隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖(部分副反應(yīng)產(chǎn)物略去):
①t1時(shí)刻前,該反應(yīng)的離子方程式為___。
②研究表明:鐵粉還原含NO3-廢水時(shí),加入活性碳粉可以提高去除NO3-的速率,可能的原因是___。
(3)用Pt作電極電解含NO3-的酸性廢水,原理如圖。N為電源的___(選填“正”或 “負(fù)”)極,與直流電源M端相連的Pt電極上的電極反應(yīng)式為___。
(4)課題組以鈦基氧化物涂層材料為惰性陽(yáng)極、碳納米管修飾的石墨為陰極,控制一定條件,電解含大量NO3-、SO42-的廢水,可使NO3-變?yōu)?/span>NH4+。研究發(fā)現(xiàn):其他條件不變,廢水中加一定量NaCl,去除NH4+的效果明顯提高,溶液中氮元素含量顯著降低,可能的原因是___。
【答案】熟石灰價(jià)格便宜 2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑ 10:3 4Fe +NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O 鐵粉與活性碳粉形成原電池加快還原NO3-的反應(yīng)速率 正 2NO3-+12H++10e-=N2↑+ 6H2O Cl-在陽(yáng)極上被氧化成Cl2(或游離氯),與陰極生成的NH4+反應(yīng)生成N2
【解析】
從工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益分析為什么用熟石灰;
從氫氧化鋁的性質(zhì)來(lái)分析為什么不能pH過(guò)大;
書(shū)寫(xiě)出鋁和硝酸根反應(yīng)的離子方程式得出氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物比;
根據(jù)已知信息和氧化還原反應(yīng)原理寫(xiě)出鐵和硝酸反應(yīng)離子方程式,在過(guò)程中加碳粉為何加快反應(yīng)速率,從原電池原理分析;
從圖像中得出化合價(jià)升降,分析陰陽(yáng)極,繼而分析連接正負(fù)極的關(guān)系,再書(shū)寫(xiě)出電極反應(yīng)式,從文字信息和氯化鈉加入電解思維來(lái)分析出為何去除銨根明顯增強(qiáng)。
①工業(yè)生成要考慮經(jīng)濟(jì)效益,因此用熟石灰而不用NaOH調(diào)節(jié)pH的主要原因是熟石灰價(jià)格便宜,在調(diào)節(jié)pH時(shí),若pH過(guò)大或過(guò)小都會(huì)造成Al的利用率降低,pH過(guò)大會(huì)使生成的氫氧化鋁沉淀又溶解,pH過(guò)大造成Al利用率降低的離子方程式2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑,故答案為:2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑;
②在加入鋁粉去除NO3-的反應(yīng)中,10Al + 6NO3-+ 18H2O =10Al(OH)3 + 6OH- + 3 N2↑,因此氧化產(chǎn)物為10 mol Al(OH)3,還原產(chǎn)物為3 mol N2,因此它們的物質(zhì)的量之比為10:3,故答案為:10:3;
⑵①t1時(shí)刻前,根據(jù)圖像信息知生成了亞鐵離子和銨根離子,因此離子方程式為4Fe +NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O,故答案為:4Fe +NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O;
②研究表明:鐵粉還原含NO3-廢水時(shí),加入活性碳粉可以提高去除NO3-的速率,可能是由于形成原電池,加快反應(yīng)速率,故答案為:鐵粉與活性碳粉形成原電池加快還原NO3-的反應(yīng)速率;
⑶根據(jù)圖像信息,左邊硝酸根變?yōu)榈獨(dú),則M化合價(jià)降低,在陰極發(fā)生還原反應(yīng),說(shuō)明N為陽(yáng)極,連接電源的正極,與直流電源M端相連的Pt電極上的電極反應(yīng)式為2NO3-+12H+ +10e-=N2↑+ 6H2O,故答案為:正;2NO3-+12H+ +10e-=N2↑+ 6H2O;
⑷使NO3-變?yōu)?/span>NH4+,則硝酸根在陰極變?yōu)殇@根離子,加一定量NaCl,去除NH4+的效果明顯提高,溶液中氮元素含量顯著降低,說(shuō)明銨根被反應(yīng)了,可能是Cl-在陽(yáng)極上被氧化成Cl2(或游離氯),與陰極生成的NH4+反應(yīng)生成N2,故答案為:Cl-在陽(yáng)極上被氧化成Cl2(或游離氯),與陰極生成的NH4+反應(yīng)生成N2。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室研究SO2與Ba(NO3)2溶液的反應(yīng):
實(shí)驗(yàn):向盛有2mL0.1mol/LBa(NO3)2溶液的試管中,緩慢通入SO2氣體,試管內(nèi)有白色沉淀產(chǎn)生,液面上方略顯淺棕色。
探究1:白色沉淀產(chǎn)生的原因。
(1)白色沉淀是___。
(2)分析白色沉淀產(chǎn)生的原因,甲同學(xué)認(rèn)為是NO3-氧化了SO2,乙同學(xué)認(rèn)為是溶液中溶解的O2氧化了SO2。
①支持甲同學(xué)觀(guān)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)是_____________________________________。
②依據(jù)甲的推斷,請(qǐng)寫(xiě)出Ba(NO3)2溶液與SO2反應(yīng)的離子方程式___________________________________。
③乙同學(xué)通過(guò)下列實(shí)驗(yàn)證明了自己的推測(cè)正確,請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)方案:
實(shí)驗(yàn)操作 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
向2mL____mol/L____溶液(填化學(xué)式)中通入SO2 | ____________ |
探究2:在氧化SO2的過(guò)程中,NO3-和O2哪種微粒起了主要作用。
實(shí)驗(yàn)操作 | 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) |
向燒杯中加入煮沸了的0.1mol/L的BaCl2溶液25mL,再加入25mL植物油,冷卻至室溫,通入SO2,用pH傳感器測(cè)定溶液pH隨時(shí)間(t)的變化曲線(xiàn) | 圖1:向BaCl2(無(wú)氧)溶液中通入SO2 |
向燒杯中分別加入25mL0.1mol/L的BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液,通入SO2,用pH傳感器分別測(cè)定溶液pH隨時(shí)間(t)變化的曲線(xiàn)。 | 圖2:分別向BaCl2、Ba(NO3)2溶液中通入SO2 |
(3)圖1,在無(wú)氧條件下,BaCl2溶液pH下降的原因是______________________________。
(4)圖2,BaCl2溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________。
(5)依據(jù)上述圖像你得出的結(jié)論是________,說(shuō)明理由_________________________
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】離子交換法制取純凈水的過(guò)程如下圖所示。
請(qǐng)根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題:
(1)若水龍頭中出來(lái)的是硬水,則其中含有較多的___離子。
(2)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂中所含的大量陽(yáng)離子是___,根據(jù)電荷守恒可知,通過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂后,水中陽(yáng)離子的數(shù)目___(填“增多”、“減少”或“不變”)。
(3)水中的NO3、Cl、SO42,通過(guò)陰離子交換樹(shù)脂轉(zhuǎn)化為___離子,進(jìn)而與H+反應(yīng)生成H2O,有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為___。
(4)通過(guò)凈化處理后,水的導(dǎo)電能力___(填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”),原因是____。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】硫酸鐵和硫酸亞鐵的混合物中,若其中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%,則其中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為( )
A.%B. %C.(100-a)%D.(100-3a)%
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】NaNO2是一種食品添加劑,它能致癌。酸性 KMnO4溶液與 NaNO2。的反應(yīng)方程式是MnO4-+NO2-+□→Mn2++NO3-+H2O。下列敘述中正確的是( )
A. 該反應(yīng)中 NO2-被還原 B. 反應(yīng)過(guò)程中溶液的pH 減小
C. 生成1 mol NaNO3需消耗 0.4mol KMnO4 D. □中的粒子是 OH-
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下表是一些烷烴的燃燒熱,則下列表達(dá)正確的是
化合物 | 燃燒熱/ kJ·mol-1 | 化合物 | 燃燒熱/ kJ·mol-1 |
甲烷 | 891.0 | 正丁烷 | 2878.0 |
乙烷 | 1560.8 | 異丁烷 | 2869.6 |
丙烷 | 2221.5 | 異戊烷 | 3531.3 |
A. 正戊烷的燃燒熱大于3531.3 kJ·mol-1
B. 相同質(zhì)量的烷烴、碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,燃燒放出的熱量越多
C. 正丁烷轉(zhuǎn)化為異丁烷的熱化學(xué)方程式為:CH3CH2CH2CH3(g) CH3CH(CH3)CH3(g) △H =+8.4kJ·mol-1
D. 甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為:CH4(g)+2O2(g) CO2(g) +2H2O(g) △H =-891.0kJ·mol-1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知:CH4(g)+4NO3(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ/mol
若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 LCH4還原NO2至N2,整個(gè)過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)________(阿伏伽德羅常數(shù)用NA表示),放出的熱量為_________kJ。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知汽車(chē)尾氣無(wú)害化處理反應(yīng)為2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)。下列說(shuō)法不正確的是
A. 汽車(chē)尾氣中有毒的NO和CO氣體經(jīng)充分反應(yīng)后,理論上可完全轉(zhuǎn)化為N2和CO2
B. 使用高效催化劑可有效增大正反應(yīng)速率
C. 反應(yīng)達(dá)到平衡后,NO的反應(yīng)速率保持恒定
D. 單位時(shí)間內(nèi)CO和CO2減少的物質(zhì)的量相等時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是
A.往碘化亞鐵中通入少量Cl2:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
B.氯氣與水反應(yīng):Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
C.硝酸銀溶液中加入過(guò)量氨水:Ag+ +NH3·H2O=AgOH↓+NH4+
D.Ca(HCO3)2溶液與少量NaOH溶液反應(yīng):Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O
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