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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...

氨对人类的生产生活具有重要影响。

(1)氨的制备与利用。

工业合成氨的化学方程式是________

氨催化氧化生成一氧化氮反应的化学方程式是________

(1)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:

利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用:________

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·L-1,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CO2N2的物质的量之比为5 : 2,写出A极的电极反应式:________

用化学用语简述NH4+去除的原理:________

 

N2+3H22NH3 4NH3+5O2 4NO+6H2O 水样中存在平衡:NH4++OH- NH3·H2O NH3+H2O,加入NaOH溶液,使OH-浓度增大,平衡正向移动,有利于生成NH3 3.4 CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+ 在好氧微生物反应器:NH4++2O2=NO3-+2H++H2O,在MFC 电池正极:2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O 【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的作用下反应生成氨气; ②在加热条件下氨发生催化氧化生成NO和水 (2) ①氢氧根离子浓度增大利于生成氨气,可先分析水样中存在的平衡,再用化学平衡移动原理解释; ②可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) 根据图示中的物质变化及H+移动方向,可判断:A为原电池的负极,B为原电池的正极;左图为在厌氧微生物的作用下,CH3COO-被氧化成CO2,留下的NH4+在右图中的好氧微生物的作用下被O2氧化为NO3-,NO3-又在左图被还原为N2,从而去除氨氮。 (1)①工业上用N2和H2化合成氨气,反应的化学方程式为:N2+3H22NH3。答案为:N2+3H22NH3 ②氨发生催化氧化生成NO和水,反应的化学方程式为:4NH3+5O2 4NO+6H2O。答案为:4NH3+5O2 4NO+6H2O (2)①在氨氮水样中存在平衡:NH4++OH- NH3·H2O NH3+H2O,加入NaOH溶液电离出OH-,OH-浓度增大,平衡正向移动,有利于生成NH3,进而被空气吹出。答案为:水样中存在平衡:NH4++OH- NH3·H2O NH3+H2O,加入NaOH溶液,使OH-浓度增大,平衡正向移动,有利于生成NH3 ②氨氮水样含N物质被氧化为N2,N化合价从-3价升高为0价,升高了3价。由于转移电子物质的量为610-4mol,所以被氧化的NH3物质的量为210-4mol,质量为2×10-4mol×17g/mol=3.4×10-3g=3.4mg,水样中氨氮含量为3.4mg1L=3.4mg/L。答案为:3.4 (3)①根据图示,B极的反应是NO3-得电子被还原成N2,电极反应式为:2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O,A、B两极生成的CO2和N2物质的量之比为5:2,根据正负极得失电子相等,则1molCH3COO-失去8mol电子生成2molCO2,A极的电极反应式为:CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+。答案为:CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+ ②根据图示可知,NH4+去除的原理是:NH4+在好氧微生物反应器中转化为NO3-:NH4++2O2=NO3-+2H++H2O,NO3- 在MFC 电池正极转化为N2:2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O。答案为:在好氧微生物反应器:NH4++2O2=NO3-+2H++H2O,在MFC 电池正极:2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O
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煤是我国重要的化石燃料,煤化工行业中产生的H2S也是一种重要的工业资源.

(1)煤液化是_____(填物理化学)变化过程。

(2)煤液化过程中产生的H2S可生产硫酸,部分过程如图所示:

SO2反应器中的化学方程式是_____

②生产过程中的尾气需要测定SO2的含量符合标准才能排放.已知有V L(已换算成标准状况)尾气,通入足量H2O2吸收再加足量BaCl2溶液充分反应后(不考虑尾气中其他成分的反应),过滤、洗涤、干燥、称量得到b g沉淀。尾气中SO2的含量(体积分数)的计算式是_____

(3)H2S还可用于回收单质硫.含有H2S和空气的尾气按一定流速通入酸性FeCl3溶液,可实现空气脱硫,得到单质硫.FeCl3溶液吸收H2S过程中,溶液中的n(Fe3+)、被吸收的n(H2S) 随时间t的变化如图。

①由图中信息可知,0t1时,一定发生的反应是_____(用离子方程式表示)。

t1以后,溶液中n(Fe3+)保持基本不变,原因是_____

 

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碳、硫的含量影响钢铁性能.碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定.

(1)采用如图装置A,在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2SO2

①气体a的成分是_____

②若钢样中硫以FeS形式存在,A中反应:3FeS+5O21_____+3_____

(2)将气体a通入测硫酸装置中(如图),采用滴定法测定硫的含量.

H2O2氧化SO2的化学方程式:_____

②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗z mL NaOH溶液.若消耗1mL NaOH溶液相当于硫的质量为y克,则该钢样中硫的质量分数:_____

(3)将气体a通入测碳装置中(如图),采用重量法测定碳的含量.

①气体a通过BC的目的是_____

②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是_____

 

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处理超标电镀废水,使其NaCN含量低于0.5 mg/L,即可达到排放标准,反应分两步进行。第一步NaCNNaClO反应,生成NaOCNNaCl。第二步NaOCNNaClO反应,生成Na2CO3CO2NaClN2。已知HCN是弱酸,易挥发,有剧毒;HCNHOCNN元素的化合价相同。下列说法正确的是

A. 处理NaCN超标电镀废水的过程中无元素化合价的改变

B. 第一步反应溶液应调节为酸性,可避免生成有毒物质HCN

C. 第二步发生的反应为2OCN + 3ClO 2CO2↑ + CO32− + 3Cl + N2

D. 处理100 m3NaCN 10.3 mg/L的废水实际至少需要50 mol NaClO

 

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N2OCO是环境污染性气体,可在Pt2O+ 表面转化为无害气体,其反应原理为N2O(g) + CO(g)CO2(g) + N2(g) ΔH,有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程如下。下列说法不正确的是

A. ΔH = ΔH1 + ΔH2

B. ΔH = −226 kJ/mol

C. 该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能

D. 为了实现转化需不断向反应器中补充 Pt2O+ Pt2O2+

 

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高铁酸钠(Na2FeO4)是具有紫色光泽的粉末,是一种高效绿色强氧化剂,碱性条件下稳定,可用于废水和生活用水的处理。实验室以石墨和铁钉为电极,以不同浓度的NaOH溶液为电解质溶液,控制一定电压电解制备高铁酸钠,电解装置和现象如下:

c(NaOH)

阴极现象

阳极现象

1 mol·L-1

产生无色气体

产生无色气体,10min内溶液颜色无明显变化

10 mol·L-1

产生大量无色气体

产生大量无色气体,3min后溶液变为浅紫红色,随后逐渐加深

15 mol·L-1

产生大量无色气体

产生大量无色气体,1min后溶液变为浅紫红色,随后逐渐加深

 

 

 

 

下列说法不正确的是

A. a为铁钉,b为石墨

B. 阴极主要发生反应:2H2O + 2e=== H2↑+ 2OH

C. 高浓度的NaOH溶液,有利于发生Fe-6e+ 8OH=== FeO42-+ 4H2O

D. 制备Na2FeO4时,若用饱和NaCl溶液,可有效避免阳极产生气体

 

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