【題目】化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起著十分重要的作用。催化反硝化法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。

(1)催化反硝化法中,H2能將NO3-還原為N2。25時,反應(yīng)進(jìn)行l(wèi)0 min,溶液的pH由7變?yōu)閘 2。

N2的結(jié)構(gòu)式為

上述反應(yīng)的離子方程式為 ,其平均反應(yīng)速率v(NO3-)為 mol·L-1·min-1。

還原過程中可生成中間產(chǎn)物NO2-,寫出2種促進(jìn)NO2-水解的方法 。

(2)電化學(xué)降解NO3-的原理如下圖所示。

電源正極為 (填“A”或“B”),陰極反應(yīng)式為:

若電解過程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子,則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(m-m)為 g。

【答案】(1)N≡N 2NO3-+5H2N2+2OH-+4H2O 0.001mol/(L·min)

加酸,升高溫度,加水

(2)A, 2NO3-+6H2O+10e-=N2+12OH- 14.4

【解析】

試題分析:(1) 廢水不應(yīng)顯酸性(HNO3易揮發(fā)),而是中性或堿性,所以O(shè)2在水中以H2O或OH形式存在,有題意也可看出生成OH(溶液pH由7變?yōu)?2),依據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律可配平:

pH=12c(H)=1×10-12mol·L-1

c(OH)= 1×10-2mol·L-1

υ(NO3)=υ(OH)= 1×10-10mol·L-1 /10min= 0.001mol·L-1·min-1

由方程式知NO2+H2OHNO2+OH H0 ,加熱,加酸均可均可使平衡正向移動,促進(jìn)NO2轉(zhuǎn)化。

(2)2O3+10e+6O2,所以B極為電源負(fù)極,A極為電源正極。

O2+H2O=2OH,可以寫出陰極反應(yīng)式:2NO3+6H2O+10e = N2↑+12OH

左(+)陽極:4H2O(OH)-4e=4H++O2↑+2H2O

右(- )陰極:2NO3+6H2O+10e = N2↑+12OH

10 e-O2(左)- 1N2(右)-10H+

10mol mol 1mol 10mol

2mol 0.5mol 0.2mol 2mol

由于陰陽極之間被質(zhì)子交換膜隔開,左側(cè)電解產(chǎn)生的H+會穿過質(zhì)子交換膜進(jìn)入右側(cè),所以:

m左=m(O2)+m(H+)=0.5mol×32g·mol-1+2mol×1g·mol-1=18g

m右= m(N2)-m(H+)=0.2mol×28g·mol-1-2mol×1g·mol-1=3.6g

m左-m右=18g-3.6g = 14.4g

練習(xí)冊系列答案
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【題目】一定溫度下,在固定體積的密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng):2HI(g)H2(g)+I2(g).若[HI]由0.1molL﹣1降到0.07molL﹣1時,需要15s,那么[HI]由0.07molL﹣1降到0.05molL﹣1時,所需反應(yīng)的時間為(  )
A.等于5 s
B.等于10 s
C.大于10 s
D.小于10 s

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A.離子還原性:S2->Cl->Br->I-

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A. TS是第七周期第ⅦA族元素 B. TS的同位素原子具有相同的電子數(shù)

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A.氧化劑
B.還原劑
C.催化劑
D.穩(wěn)定劑

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提取碘的過程中有關(guān)實(shí)驗(yàn)的操作名稱:① ,③ ;寫出過程②中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:

⑵提取碘的過程中,可供選擇的有機(jī)試劑是 。

A.酒精 B.苯 C.乙酸 D.四氯化碳

⑶為使海藻灰中碘離子轉(zhuǎn)化為碘的有機(jī)溶液,實(shí)驗(yàn)室里有燒杯、玻璃棒、集氣瓶、酒精燈、導(dǎo)管、圓底燒瓶、石棉網(wǎng)以及必要的夾持儀器、物品,尚缺少的玻璃儀器是 。

⑷從含碘的有機(jī)溶液中提取碘和回收有機(jī)溶劑,還需經(jīng)過蒸餾。指出如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中的錯誤之處: ; ; 。

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