Question

【題目】Ⅰ.含氨廢水和廢氣對環(huán)境造成的污染越來越嚴(yán)重，某課外活動(dòng)小組先測定廢水中含NO3-為3×10-4 mol/L，而后用金屬鋁將NO3-還原為N2，從而消除污染。

(1)配平下列有關(guān)離子方程式：_____NO3-+_______Al+_______H2O→_______N2↑+______Al(OH)3+________OH-。

(2)上述反應(yīng)中被還原的元素是____________，每生成2 molN2轉(zhuǎn)移_________mol電子。

(3)有上述廢水100 m3，若要完全消除污染，則所消耗金屬鋁的質(zhì)量為_________g。

Ⅱ.NO與Cl2在常溫常壓下可以合成亞硝酰氯(NOCl)。它是一種紅褐色液體或黃色氣體，其熔點(diǎn)-64.5 ℃，沸點(diǎn)-5.5℃，遇水易水解。亞硝酰氯(NOCl)是有機(jī)合成中的重要試劑。實(shí)驗(yàn)室制備原料氣Cl2的裝置如圖所示：

(4)實(shí)驗(yàn)室制Cl2時(shí)，裝置A中燒瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________。

(5)將上述收集到的Cl2充入D的集氣瓶中，按圖示裝置制備亞硝酰氯。

①裝置D中發(fā)生的反應(yīng)方程式為__________________________。

②如果不用裝置E會(huì)引起什么后果：__________________。

③某同學(xué)認(rèn)為裝置F不能有效吸收尾氣中的某種氣體，該氣體為_____________，為了充分吸收尾氣，可將尾氣與________________同時(shí)通入氫氧化鈉溶液中。

Answer 1

【答案】6 10 18 3 10 6 N 20 1350 MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 2NO+Cl2═2NOCl F中的水蒸氣進(jìn)入D裝置中，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品水解 NO O2

【解析】

Ⅰ.N元素化合價(jià)由+5降低為0，鋁元素化合價(jià)由0升高為+3；根據(jù)反應(yīng)的離子方程式計(jì)算消耗金屬鋁的質(zhì)量；

Ⅱ.實(shí)驗(yàn)室在加熱條件下用二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣；NO與Cl2發(fā)生化合反應(yīng)生成NOCl，根據(jù)NOCl遇水易水解分析裝置E的作用；尾氣中含有NO，NO不能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。

(1) N元素化合價(jià)由+5降低為0，鋁元素化合價(jià)由0升高為+3，根據(jù)得失電子守恒、元素守恒、電荷守恒配平離子方程式為6NO3-+10Al+18H2O==3N2↑+10Al(OH)3+6OH-。

(2)上述反應(yīng)中，N元素化合價(jià)由+5降低為0，被還原的元素是N，每生成2 molN2轉(zhuǎn)移2mol×2×(5－0)=20mol電子。

(3) 100 m3廢水含有NO3-的物質(zhì)的量是100×103L×3×10-4 mol/L=30mol，設(shè)反應(yīng)消耗鋁的物質(zhì)的量是n

=50mol，則所消耗金屬鋁的質(zhì)量為50mol×27g/mol= 1350g。

(4) 實(shí)驗(yàn)室在加熱條件下用二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣，制Cl2時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O。

(5) ①裝置D中NO與Cl2發(fā)生化合反應(yīng)生成NOCl，發(fā)生的反應(yīng)方程式為2NO+Cl2═2NOCl。

②NOCl遇水易水解，若沒有E裝置，F中的水蒸氣進(jìn)入D裝置中，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品水解。

③尾氣中含有NO，NO不能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，該氣體為NO，氧氣與NO反應(yīng)生成NO2，為了充分吸收尾氣，可將尾氣與O2同時(shí)通入氫氧化鈉溶液中。