【题目】氨对人类的生产生活具有重要影响。
(1)氨的制备与利用。
① 工业合成氨的化学方程式是____________。
②氨催化氧化生成一氧化氮反应的化学方程式是___________。
(2)氨的定量检测。水体中氨气和铵根离子(统称氨氮)总量的检测备受关注。利用氨气传感器检测水体中氨氮含量的示意图如下:
① 利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用:_______________。
② 若利用氨气传感器将1 L水样中的氨氮完全转化为N2时,转移电子的物质的量为6×10-4 mol,则水样中氨氮(以氨气计)含量为________mg·L-1。
(3)氨的转化与去除。 微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。
已知A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为5 : 2,写出A极的电极反应式:_______。
【答案】N2+3H22NH3 4NH3+5O2
4NO+6H2O c(OH-)增大,使NH4++OH-NH3H2ONH3+H2O平衡正向移动,利于生成氨气,被空气吹出 3.4 CH3COO--8e-+2H2O═2CO2+7H+
【解析】
(1)①工业合成氨是利用氮气和氢气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气;
②氨气的催化氧化生成一氧化氮和水;
(2)①氢氧根离子浓度增大会结合铵根离子利于生成氨气;
②若利用氨气传感器将1L水样中的氨氮完全转化为N2时,依据氮元素守恒和电子转移守恒计算水样中氨氮(以氨气计)含量;
(3)图示分析可知微生物燃料电池中氢离子移向B电极,说明A为原电池的负极,B为原电池的正极,NO3-离子在正极得到电子生成氮气发生还原反应,CH3COO-在原电池负极失电子生成二氧化碳气体,发生氧化反应,环境为酸性介质,据此解答。
(1)①工业合成氨是利用氮气和氢气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气,反应的化学方程式为:N2+3H22NH3;
故答案为:N2+3H22NH3;
②氨气的催化氧化生成一氧化氮和水,反应的化学方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O;故答案为:4NH3+5O2
4NO+6H2O;
(2)①利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用是c(OH-)增大,使NH4++OH-NH3H2ONH3+H2O平衡正向移动,利于生成氨气,被空气吹出;
故答案为:c(OH-)增大,使NH4++OH-NH3H2ONH3+H2O平衡正向移动,利于生成氨气,被空气吹出;
②将1L水样中的氨氮完全转化为N2时,转移电子的物质的量为6×10-4mol,依据氮元素守恒可得关系式2NH3~N2~6e-,根据该关系式可列出比例式
2NH3~N2~6e-,
2 6
n 6×10-4mol
氨气物质的量为:n=2×10-4mol,浓度为2×10-4mol/L,
水样中氨氮(以氨气计)含量=2×10-4mol/L×17g/mol=3.4×10-3g/L=3.4mg/L;
故答案为:3.4;
(3)由图示分析可知微生物燃料电池中氢离子移向B电极,说明A为原电池的负极,B为原电池的正极,NO3-离子在正极得到电子生成氮气发生还原反应,CH3COO-在原电池负极失电子生成二氧化碳气体,发生氧化反应,环境为酸性介质,则A极的电极反应式为:CH3COO--8e-+2H2O═2CO2+7H+;
故答案为:CH3COO--8e-+2H2O═2CO2+7H+。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】ZrO2是重要的耐温材料,可用作陶瓷遮光剂。天然锆英石(ZrSiO4)含有铁、铝、铜等金属元素的氧化物杂质,工业以锆英石为原料制备ZrO2的工艺流程如下:
已知:①锆英石中锆元素的化合价为+4 ,“氯化”过程中除C、O元素外,其他元素均转化为最高价氯化物 ②SiCl4极易水解;ZrCl4易溶于水 ③Fe(SCN)3难溶于有机溶剂MIBK; Zr(SCN)4在水中溶解度不大,易溶于有机溶剂MIBK。
(1) “氯化”过程中,锆英石发生的主要反应的化学方程式为:______________________________,ZrC14的产率随温度变化如图所示,由图可知氯化的最佳条件是_____________;
(2)“滤液1”中含有的阴离子除OH- 、Cl-,还有___________________;
(3)常用的铜抑制剂有Na2S、H2S、NaCN等,本流程使用NaCN除铜,不采用Na2S、H2S的原因是__________。
(4)实验室进行萃取和反萃取的玻璃仪器是_______。流程中萃取与反萃取的目的是_________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列图示与对应的叙述不相符的是( )
A. 四种基本反应类型与氧化还原反应的关系
B. AlCl3溶液中滴加NaOH溶液生成沉淀的情况
C. Ba(OH)2溶液中滴加硫酸溶液导电性的情况
D. 等体积、等浓度稀硫酸分别与足量铁和镁反应的情况
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】分别只用一种试剂除去下列各组中所含的少量杂质(括号内为杂质),在空格中填上需加入的试剂名称或方法并写出对应的离子方程式:
(1)NaHCO3溶液(Na2CO3)_______________,__________________________________________。
(2)Cu粉(Fe粉)_______________,___________________________________________________。
(3)Fe2O3固体(Al2O3)_______________,_______________________________________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】A、B、C是单质,其中A是金属,各种物质间的转化关系如图。根据图示转化关系回答:
(1)写出下列物质的化学式。
A________,B________,甲_________,乙________。
(2)写出下列变化的化学方程式。
①A与NaOH溶液反应的化学方程式________________________________。
②甲与NaOH溶液反应的离子方程式________________________________。
(3)将一定量的A加入到NaOH溶液中,产生的C在标准状况下的体积为3.36 L,则消耗的A的物质的量为________,转移电子的物质的量为________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
I.已知某些化学键的键能数据如下
化学键 | C=O | C—O | C—H | H—H | O—H |
键能/kJ·mol-1 | 745 | 351 | 415 | 436 | 462 |
则CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH = __________ kJ·mol-1
II.将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(l)
(1)该反应化学平衡常数表达式K = __________。
(2)已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,达平衡时CO2的转化率如图所示:
①该反应的ΔH __________ 0(填“>"或“<”)。
②若温度不变,减小反应投料比[n(H2)/n(CO2)],K值将____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)某温度下,向体积一定的密闭容器中通入CO2(g)与H2(g)发生上述反应,下列物理量不再发生变化时,能说明反应达到平衡状态的是__________。
A.二氧化碳的浓度 B.容器中的压强
C.气体的密度 D.CH3OCH3与H2O的物质的量之比
(4)某温度下,在体积可变的密闭容器中,改变起始时加入各物质的量,在不同的压强下,平衡时CH3OCH3(g)的物质的量如下表所示:
P1 | P2 | P3 | |
I.2.0 mol CO2 6.0 mol H2 | 0.10 mol | 0.04 mol | 0.02 mol |
II.1.0 mol CO22 | X1 | Y1 | Z1 |
III.1.0 mol CH3OCH3 3.0 mol H2O | X2 | Y2 | Z2 |
①P1 __________ P3(填“>”“<”或“=”);
②P2下,III中CH3OCH3的平衡转化率为__________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】一种肼燃料电池的结构如图所示,下列说法正确的是( )
A. a极是正极,电极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O
B. 电路中每转移NA个电子,就有1mol Na+穿过膜向正极移动
C. b极的电极反应式为H2O2+2e-=2OH-
D. 用该电池作电源电解饱和食盐水,当得到0.1mol Cl2时,至少要消耗0.1mol N2H4
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】已知甲、乙、丙、丁代表4种纯净物。甲(g)+2乙(g) 丙(g)+丁(g) ΔH=-a kJ·mol1 (a>0),下列说法正确的是
A. 甲(g)的能量一定大于丙(g)的能量
B. 该反应不需要加热
C. 1 mol甲(g)与2 mol乙(g)的总能量高于1 mol丙(g)和1 mol丁(g)的总能量
D. 在一密闭容器中充入1 mol 甲(g)与2 mol 乙(g),在一定条件下反应放出的热量为a kJ
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列关于物质分离提纯的描述不正确的是
A.分离KCl和MnO2混合物的步骤:加水溶解、过滤,滤渣洗涤后干燥,滤液蒸发结晶
B.蒸馏提纯时温度计的位置如图1所示,收集的产品中混有低沸点杂质
C.NaCl晶体中混有少量KNO3杂质的分离方法为:加水溶解、蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥
D.萃取溴水时,加入适量CCl4,转移至分液漏斗中,如图2,用力振摇
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