(15分)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。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)某課題組模擬地下水脫氮過(guò)程,利用Fe粉和KNO3溶液反應(yīng)探究脫氨原理。
①用適量0.1molL-1H2SO4洗滌Fe粉,主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ,之后用蒸餾水洗滌鐵粉至中性;
②將KNO3溶液的pH調(diào)至2.5;
③向②調(diào)節(jié)pH后的KNO3溶液中持續(xù)通入一段時(shí)間N2,目的是 。
④用足量Fe粉還原③處理后的KNO3溶液。充分反應(yīng)后,取少量反應(yīng)液,加入足量NaOH溶液,加熱,產(chǎn)生能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,請(qǐng)根據(jù)以上信息寫(xiě)出Fe粉和KNO3溶液反應(yīng)的離子方程式__。
(2)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)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為 。
(3)常溫下向含0.01 mol HCl的溶液中緩緩?fù)ㄈ?24 mLNH3(標(biāo)準(zhǔn)狀況,溶液體積變化忽略不計(jì))。
①在通入NH3的過(guò)程中,溶液的導(dǎo)電能力 _________ (填“增強(qiáng)”、“減弱”或“基本不變”),理由是 ;水的電離程度 (填“增大”、“減小”或“基本不變”)。
②向HCl和NH3完全反應(yīng)后的溶液中繼續(xù)通入NH3,所得溶液中的離子濃度大小關(guān)系可能正確的是 (填字母編號(hào))。
a.c(H+)>c(C1-)>c(OH-)>c(NH4+) b.c(NH4+)>c(C1-)>c(H+)>c(OH-)
c.c(NH4+)>c(H+)>c(C1-)>c(OH-) d.c(C1)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-)
(1)①Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O ②防止空氣中的O2干擾反應(yīng)
④4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O (2)1:2
(3)①基本不變 溶液中的離子總濃度基本不變 增大 ②d
解析試題分析:(1)①鐵表面的氧化物主要是氧化鐵,因此H2SO4可以除去Fe粉表面的氧化物是發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O;
②氧氣具有氧化性,而空氣中含有大量的氧氣,所以為防止空氣中的O2對(duì)脫氮的影響,可向KNO3溶液中通入N2,排出O2;
④加入足量NaOH溶液,加熱,產(chǎn)生能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,該氣體是氨氣,說(shuō)明溶液中含有銨鹽,即硝酸根的還原產(chǎn)物是銨根,因此Fe粉和KNO3溶液反應(yīng)的離子方程式為4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O;
(2)NH3與NaClO反應(yīng)可得到肼(N2H4),反應(yīng)中氮元素的化合價(jià)從-3價(jià)升高到-2價(jià),失去1個(gè)電子,而次氯酸鈉中氯元素的化合價(jià)從+1價(jià)降低到-1價(jià),得到2個(gè)電子,因此根據(jù)電子得失守恒可知該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:2;
(3)①氨氣與鹽酸反應(yīng)生成氯化銨,由于氯離子濃度基本不變,因此在通入NH3的過(guò)程中,溶液的導(dǎo)電能力基本不變;由于氯化銨水解,因此水的電離程度增大;
②a.HCl和NH3完全反應(yīng)后生成氯化銨,向溶液中繼續(xù)通入NH3,氨氣溶于水生成一水合氨,一水合氨是弱電解質(zhì),部分電離,因此溶液中c(NH4+)>c(OH-),a不正確;b.根據(jù)電荷守恒c(NH4+)+c(H+)=c(C1-)+c(OH-)可知c(NH4+)>c(C1-)>c(H+)>c(OH-)不可能存在,b不正確;c.根據(jù)電荷守恒c(NH4+)+c(H+)=c(C1-)+c(OH-)可知c(NH4+)>c(H+)>c(C1-)>c(OH-)不可能存在,c不正確;d.溶液可能顯中性,因此c(C1)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-)可以存在,d正確,答案選d。
考點(diǎn):考查實(shí)驗(yàn)條件控制、方程式書(shū)寫(xiě)、氧化還原反應(yīng)計(jì)算、水的電離、鹽類(lèi)水解以及溶液中離子濃度大小比較等
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
草酸(H2C2O4)是二元弱酸,25℃時(shí),H2C2O4:K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5;H2CO3:K1=4.5×10-7,K2=4.7×10-11。
(1)KHC2O4溶液呈__________性(填“酸”、“中”或“堿”)。
(2)下列化學(xué)方程式可能正確的是 。
A. |
B. |
C. |
D. |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
堿式碳酸銅是一種用途廣泛的化工原料。工業(yè)上可用酸性刻蝕廢液(主要成分有Cu2+、Fe2+、Fe3+、H +、Cl-)制備,其制備過(guò)程如下:
Cu2+、Fe2+、Fe3+生成沉淀的pH如下:
物質(zhì) | Cu(OH)2 | Fe (OH)2 | Fe (OH)3 |
開(kāi)始沉淀pH | 4.2 | 5.8 | 1.2 |
完全沉淀pH | 6.7 | 8.3 | 3.2 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
在80℃時(shí),將0.8mol的A氣體充入4L已抽空的固定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):A(g)mB(g)隔一段時(shí)間對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析,得到如下數(shù)據(jù):
時(shí)間(s) c(mol/L) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
c(A) | 0.20 | 0.14 | b | 0.09 | 0.09 | 0.09 |
c(B) | 0.00 | 0.12 | 0.20 | c | d | e |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
A、B、C、D四種物質(zhì)溶于水均完全電離,電離出的離子如下表。
陽(yáng)離子 | Na+、Al3+、Ba2+、H+、NH4+ |
陰離子 | SO42-、OH-、CO32-、Cl- |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:問(wèn)答題
(15分)目前,全世界的鎳消費(fèi)量?jī)H次于銅、鋁、鉛、鋅,居有色金屬第五位。鎳行業(yè)發(fā)展蘊(yùn)藏著巨大的潛力。鎳化合物中的三氧化二鎳是一種重要的電子元件材料和二次電池材料。工業(yè)上可利用含鎳合金廢料(除鎳外,還含有Fe、Cu、Ca、Mg、C等雜質(zhì))制取草酸鎳,然后高溫煅燒草酸鎳來(lái)制取三氧化二鎳。
已知:①草酸的鈣、鎂、鎳鹽均難溶于水,且溶解度:NiC2O4> NiC2O4·H2O> NiC2O4·2H2O
②常溫下,Ksp[(Fe(OH))3]=4.0×10-38,lg5=0.7
根據(jù)下列工藝流程圖回答問(wèn)題:
(1)加6%的H2O2時(shí),溫度不能太高,其目的是 。若H2O2在一開(kāi)始酸溶時(shí)便與鹽酸一起加入,會(huì)造成酸溶過(guò)濾后的濾液中增加一種金屬離子,用離子方程式表示這一情況 。
(2)流程中有一步是調(diào)pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,常溫下當(dāng)溶液中c (Fe3+)=0.5×10-5mol/L時(shí),溶液的pH= 。
(3)流程中加入NH4F的目的是 。
(4)將最后所得的草酸鎳晶體在空氣中強(qiáng)熱到400℃,可生成三氧化二鎳和無(wú)毒氣體,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(5)工業(yè)上還可用電解法制取三氧化二鎳,用NaOH溶液調(diào)節(jié)NiCl2溶液的pH至7.5,再加入適量Na2SO4進(jìn)行電解,電解產(chǎn)生的Cl2其80%的可將二價(jià)鎳氧化為三價(jià)鎳。寫(xiě)出Cl2氧化Ni(OH)2生成三氧化二鎳的離子方程式 ;將amol二價(jià)鎳全部轉(zhuǎn)化為三價(jià)鎳時(shí),外電路中通過(guò)電子的物質(zhì)的量是 。
(6)近年來(lái)鎳氫電池發(fā)展很快,它可由NiO(OH)跟LaNi5H6(LaNi5H6中各元素化合價(jià)均可看作是零)組成:6NiO(OH)+LaNi5H6 LaNi5+6Ni(OH)2。該電池放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)是 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:問(wèn)答題
(16分)資料顯示:鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體并生成白色不溶物
(1)提出假設(shè)
猜想①:白色不溶物可能為_(kāi)__
猜想②:白色不溶物可能為MgCO3
猜想③:白色不溶物可能是堿式碳酸鎂
(2)定性實(shí)驗(yàn)
(3)定量實(shí)驗(yàn):
稱取實(shí)驗(yàn)I中所得干燥、純凈的白色不溶物14.2 g,充分加熱至不在產(chǎn)生氣體為止,并使分解
產(chǎn)生的氣體全部通入如下裝置中:
①實(shí)驗(yàn)測(cè)得裝置A增重1.8 g,裝置B增重4.4 g,則白色不溶物的化學(xué)式為_(kāi)____
②裝置C的作用為_(kāi)___,若移除裝置C會(huì)導(dǎo)致的值___(填“偏大”、“偏小”或“不變”
(4)探究原理
①請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)和化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋Mg與飽和NaHC03溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡和白
色不溶物的原因:_______
②250C時(shí),測(cè)得Mg與飽和NaHC03溶液反應(yīng)所得混合體系的pH為10,則該體系中
為(已知
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
鐵是地殼中含量第二的金屬元素,其單質(zhì)、合金及化合物在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用廣泛。
(―)工業(yè)廢水中含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它們會(huì)對(duì)人類(lèi)及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的危害,必須進(jìn)行處理。常用的處理方法是電解法,該法用Fe作電極電解含Cr2O72-的酸性廢水,隨著電解的進(jìn)行,陰極附近溶液pH升高,產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀。
(1)用Fe作電極的目的是 。
(2)陰極附近溶液pH升高的原因是_ (用電極反應(yīng)式解釋);溶液中同時(shí)生成的沉淀還有 。
(二)氮化鐵磁粉是一種磁記錄材料,利用氨氣在400℃以上分解得到的氮原子滲透到高純鐵粉中可制備氮化鐵。制備高純鐵粉涉及的主要生產(chǎn)流程如下:
已知①某赤鐵礦石含60.0%Fe2O3、3.6%FeO,還含有Al2O3、MnO2、CuO等。
②部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH如下:
(3)步驟②中加雙氧水的目的是 ,pH控制在3.4的作用是 ,已知25℃時(shí),Ksp[Cu(OH)2] =2.010-20,該溫度下反應(yīng):Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+的平衡常數(shù)K= 。
(4)如何判斷步驟③中沉淀是否洗滌干凈? 。
(5)制備氮化鐵磁粉的反應(yīng):Fe+NH3FexNy+H2 (未配平),若整個(gè)過(guò)程中消耗氨氣34.0g,消耗赤鐵礦石2kg,設(shè)整個(gè)過(guò)程中無(wú)損耗,則FexNy磁粉的化學(xué)式為 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
某學(xué)生用已知物質(zhì)的量濃度的鹽酸來(lái)測(cè)定未知物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液。
其操作可分解為如下幾步:
a. 移取20.00mL待測(cè)的NaOH溶液注入潔凈的錐形瓶,并加入2-3滴酚酞
b. 用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液潤(rùn)洗滴定管2-3次
c. 把盛有標(biāo)準(zhǔn)溶液的酸式滴定管固定好,調(diào)節(jié)液面使滴定管尖嘴充滿溶液
d. 取標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液注入酸式滴定管至0刻度以上2-3cm
e. 調(diào)節(jié)液面至0或0刻度以下,記下讀數(shù)
f. 把錐形瓶放在滴定管的下面,用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定至終點(diǎn),記下滴定管液面的刻度
完成以下填空:
(1)正確操作的順序是(用序號(hào)字母填寫(xiě))__________________ ____。
(2)滴定終點(diǎn)時(shí)溶液的顏色變化是 。
(3)下列操作中可能使所測(cè)NaOH溶液的濃度數(shù)值偏低的是_____ ___。
A.酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸潤(rùn)洗就直接注入標(biāo)準(zhǔn)鹽酸 |
B.滴定前盛放NaOH溶液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒(méi)有干燥 |
C.酸式滴定管在滴定前有氣泡,滴定后氣泡消失 |
D.讀取鹽酸體積時(shí),開(kāi)始仰視讀數(shù),滴定結(jié)束時(shí)俯視讀數(shù) |
滴定 次數(shù) | 待測(cè)NaOH溶液的體積/mL | 0.1000mol/L鹽酸的體積/mL | ||
滴定前刻度 | 滴定后刻度 | 溶液體積/mL | ||
第一次 | 25.00 | 0.20 | 20.22 | |
第二次 | 25.00 | 0.56 | 24.54 | |
第三次 | 25.00 | 0.42 | 20.40 | |
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