氮元素的化合物在工農(nóng)業(yè)以及國(guó)防科技中用途廣泛,但也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,如地下水中硝酸鹽造成的氮污染已成為一個(gè)世界性的環(huán)境問(wèn)題。

完成下列填空:

(1)某課題組模擬地下水脫氮過(guò)程,利用Fe粉和KNO3(aq)反應(yīng)探究脫氮原理。實(shí)驗(yàn)前

①用0.1mol·L-1H2SO4(aq)洗滌Fe粉,其目的是                         ,然后用蒸餾水洗滌至中性;

②將KNO3(aq)的pH調(diào)至2.5;

③為防止空氣中的         (寫化學(xué)式)對(duì)脫氮的影響,應(yīng)向KNO3溶液中通入N2

(2)用足量Fe粉還原上述KNO3(aq)過(guò)程中,反應(yīng)物與生成物的離子濃度、pH隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。請(qǐng)根據(jù)圖中信息寫出t1時(shí)刻前該反應(yīng)的離子方程式:                                    。

(3)神舟載人飛船的火箭推進(jìn)器中常用肼(N2H4)作燃料。NH3與NaClO反應(yīng)可得到肼(N2H4),該反應(yīng)中被氧化與被還原的元素的原子個(gè)數(shù)之比為                 。如果反應(yīng)中有5mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,可得到肼          g。

(4)常溫下向25mL 0.01mol/L稀鹽酸中緩緩?fù)ㄈ?.6 mL NH3(標(biāo)準(zhǔn)狀況,溶液體積變化忽略不計(jì)),反應(yīng)后溶液中離子濃度由大到小的順序是                      。在通入NH3的過(guò)程中溶液的導(dǎo)電能力             (填寫“變大”、“變小”或“幾乎不變”)。

(5)向上述溶液中繼續(xù)通入NH3,該過(guò)程中離子濃度大小關(guān)系可能正確的是       (選填編號(hào))。

a.c(Cl-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-)        b.c(Cl-)>c(NH4+)=c(H+)>c(OH-)

c.c(NH4+)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+)      d.c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)>c(Cl-)

(6)常溫下向25mL含HCl 0.01mol的溶液中滴加氨水至過(guò)量,該過(guò)程中水的電離平衡                                  (填寫電離平衡移動(dòng)情況)。當(dāng)?shù)渭影彼?5mL時(shí),測(cè)得溶液中水的電離度最大,則氨水的濃度為                   mol·L-1。

 

【答案】

(1)去除鐵粉表面的氧化物等雜質(zhì) (1分)、 O2(1分)

(2)4Fe+NO3+10H+→4Fe2++NH4++3H2O(2分,物質(zhì)正確寫全1分,配平1分)

(3)2:1(1分)、80(1分)

(4)c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)(1分)、幾乎不變(1分)。

(5)ac(2分,每個(gè)1分)

(6)先正向移動(dòng),后逆向移動(dòng)(1分)、0.4mol/L(1分)。

【解析】

試題分析:(1)某課題組模擬地下水脫氮過(guò)程,利用Fe粉和KNO3(aq)反應(yīng)探究脫氮原理。實(shí)驗(yàn)前①用H2SO4(aq)洗滌Fe粉,其目的是去除鐵粉表面的氧化物等雜質(zhì)如鐵銹。③由于二價(jià)鐵離子易被空氣中的氧氣氧化會(huì)對(duì)脫氮的影響,應(yīng)向KNO3溶液中通入N2可以進(jìn)行隔絕。

(2)由圖中信息可以看出氫離子濃度減小,硝酸根濃度減小,二價(jià)鐵離子濃度增大,銨根離子濃度增大,可以確定出反應(yīng)物和生成物,并運(yùn)用氧化還原反應(yīng)原理得出t1時(shí)刻前該反應(yīng)的離子方程式:4Fe+NO3+10H+→4Fe2++NH4++3H2O。

(3)根據(jù)得失電子數(shù)相等,NH3----N2H4與NaClO---Cl-,該反應(yīng)中被氧化(N)與被還原的元素的原子(Cl)個(gè)數(shù)之比為2:1。如果反應(yīng)中有5mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)生成肼2.5mol,質(zhì)量為80g。

(4)25mL 0.01mol/L稀鹽酸物質(zhì)的量是0.00025mol,5.6 mL NH3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)物質(zhì)的量為0.00025mol,反應(yīng)后恰好生成氯化銨,水解后呈酸性,其溶液中離子濃度由大到小的順序是c(Cl-) >c(NH4+) >c(H+)> c(OH-) 。在通入NH3的過(guò)程中由于生成了一水合氨是弱電解質(zhì),產(chǎn)生的離子很小,溶液的導(dǎo)電能力幾乎不變。

(5)向上述溶液中繼續(xù)通入NH3,溶質(zhì)為氯化銨和一水合氨,過(guò)程中溶液會(huì)呈中性,最終溶液呈堿性,所以該過(guò)程中離子濃度大小關(guān)系可能正確的是 a.c(Cl-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-) 呈中性;c.c(NH4+)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+)呈堿性;

(6)常溫下向25mL含HCl 0.01mol的溶液中滴加氨水時(shí)生成了銨根離子降低了溶液中的氫離子濃度此時(shí)平衡先正向移動(dòng),當(dāng)鹽酸反應(yīng)完后溶液呈堿性時(shí)又對(duì)水的電離起到了抑制作用,使水的電離平衡逆向移動(dòng)。當(dāng)?shù)渭影彼?5mL時(shí),測(cè)得溶液中水的電離度最大說(shuō)明恰好生成了氯化銨此時(shí)氨氣的物質(zhì)的量和氯化氫的物質(zhì)的量相同都為0.01mol,則氨水的濃度為0.01/0.025=0.4mol/Lmol·L-1。

考點(diǎn):本題考查了鹽類水解,電離平衡及化學(xué)圖像識(shí)別等知識(shí)。

 

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(1)硫酸生產(chǎn)中,SO2催化氧化生成SO3;  2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),混合體系中SO3   的百分含量和溫度的關(guān)系如下圖所示(曲線上任何一點(diǎn)都表示平衡狀態(tài)).根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題,

①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H      0

(填“>”或“<”):若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣,平衡             移動(dòng)(填“向左”“向右”或“不”)

②若溫度為T1、T2,反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1,K2,則K1         K2;反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時(shí),            (填“>”“<”或“=”)

(2)氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用,

①如圖是一定的溫度和壓強(qiáng)下N2和H2反應(yīng)生成lmolNH3過(guò)程中能量變化示意圖,請(qǐng)寫出工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式:                                                     

(△H的數(shù)值用含字母Q1、Q2的代數(shù)式表示)

②氨氣溶于水得到氨水,在25℃下,將a mol·L-1的氨水與b mol·L-1的鹽酸等體積混合,反應(yīng)后溶液顯中性,則c(NH4+      c(Cl-)(填“>”、“<”或“=”);用含a和b的代數(shù)式表示出該混合溶液中氨水的電離平衡常數(shù)              .

(3)海水中含有大量的元素,常量元素如氯,微量元素如碘,其在海水中均以化合態(tài)存在,在25℃下,向0.1L0.002mol·L-l的NaCl溶液中逐滴加入適量的0.1L0.002mol·L-l硝酸銀溶液,有白色沉淀生成,從沉淀溶解平衡的角度解釋產(chǎn)生沉淀的原因是                     ,向反應(yīng)后的濁液中繼續(xù)加入0.1L0.002mol·L-1的NaI溶液,看到的現(xiàn)象是               ,產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是(用離子方程式表示)                                         。

(已知:25℃時(shí)KSP(AgCl)=1.6×l0-10      KSP(AgI)=1.5×l0-16

 

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