水体富营养化是由于水体中N、P等营养盐含量过多而引起的水质污染现象。去除水体中N...

水体富营养化是由于水体中N、P等营养盐含量过多而引起的水质污染现象。去除水体中N、P的方法很多。

(1)化学沉淀法去除水体中的PO，常用的化合物有AlCl3、Ca(OH)2等。

①AlCl3溶液中Al3+水解的离子方程式为___。

②Ca5(PO4)3OH的Ksp为6.8×10-37，其溶度积常数表达式为Ksp[Ca5(PO4)3OH]=___。

(2)为探究将废水中氨态氮(NH3—N)和PO同时去除，按n(NH4Cl):n(Na2HPO4):n(MgCl2)=1:1:1加入水中，实验测得不同pH下，氨态氮和PO的去除率如图(a)所示：

已知：(I)去除的主要反应为：Mg2++NH+HPO+6H2OMgNH4PO4·6H2O↓+H+，

(II)室温时，Ksp(MgNH4PO4·6H2O)=2.5×10-13，Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11，Ksp[Mg3(PO4)2]= 6.3×10-31。

①pH在8.5～10.5时，氨态氮和PO去除率随pH增大而增大，其原因是___ (从平衡移动角度说明)。

②当pH＞10.5时，氨态氮和PO去除率随pH增大而减小，其原因是___(从平衡移动角度说明)。

(3)一种浸没式SMDDC电池可用于去除地下水中硝态氮，其装置如图(b)所示：

①装置工作时，H+向___极(填“X”或“Y")室迁移。

②X极上(CH2O)n→CO2的电极反应式为___；Y极上NO→N2的电极反应式为___。

Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ c5(Ca2+)·c3(PO)·c(OHˉ) 产物中H+与OHˉ结合生成H2O，使平衡右移生成Mg(OH)2和Mg3(PO4)2沉淀，c(Mg2+)减小，使平衡左移 Y (CH2O)n+nH2O－4ne-=nCO2↑+4nH+ 2NO+12H++10e-=N2↑+6H2O 【解析】 (1)①铝离子水解的离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+； ②Ca5(PO4)3OH的水溶液中存在沉淀溶解平衡：Ca5(PO4)3OH5Ca2++3PO+OHˉ所以Ksp[Ca5(PO4)3OH]= c5(Ca2+)·c3(PO)·c(OHˉ)； (2)①去除的主要反应为：Mg2++NH+HPO+6H2OMgNH4PO4·6H2O↓+H+，pH在8.5～10.5时，产物中H+与OHˉ结合生成H2O，使平衡右移，氨态氮和PO去除率随pH增大而增大； ②pH过大时，生成Mg(OH)2沉淀，同时HPO与氢氧根反应生成PO，从而产生Mg3(PO4)2沉淀，c(Mg2+)减小，使平衡左移，氨态氮和PO去除率随pH增大而减小； (3)①据图可知放电过程中NO转化为N2被还原，所以Y极为电池的正极，则X极为电池的负极。装置工作时为原电池，原电池中阳离子向正极移动，所以H+向Y室移动； ②X极上(CH2O)n失电子被氧化生成CO2和H+，根据电子守恒和元素守恒可得电极反应式为(CH2O)n+nH2O－4ne-=nCO2↑+4nH+；Y极上中NO得电子被还原为N2，根据电子守恒和元素守恒可得电极反应式为2NO+12H++10e-=N2↑+6H2O。

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考点分析：

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甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料，可由H2与CO或CO2反应制备，主要用于制备羧基甲酯等。

(1)水杨酸甲酯是无色透明油状液体，密度为1.54g·cm-3，常作为医药制剂的赋香剂。制备及提纯水杨酸甲酯的实验步骤如下：

步骤1.在三口烧瓶中加入3.5g(0.025mol)水杨酸、15mL(0.375mol)甲醇、1mL浓硫酸，几粒沸石，在85~95℃加热回流1.5h(装置如图所示)。

步骤2.向回收甲醇后剩余液中加入10mL水，振荡、静置，分液出有机相。

步骤3.有机相依次用水、10%Na2CO3溶液、水洗涤。

步骤4.干燥，蒸馏并收集221~224℃馏分。

①图中仪器W的名称是___。

②步骤3，第一次水洗的主要目的是___；第二次水洗的目的是___。

③合成水杨酸甲酯的化学方程式为___；实验中加入过量甲醇的目的是___。

(2)工业上制备甲醇的主要反应有：

(Ⅰ)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 平衡常数K1

(Ⅱ)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2 平衡常数K2

(Ⅲ)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3 平衡常数K3

维持=75：25，CO、CO2以及n(CO2)：n(CO)=1：2，用不同催化剂时甲醇的产率随温度的变化如图所示：

①平衡常数K3=___(用K1、K2表示)；△H1___0(填“>"或“<”)。

②下列叙述正确的是___ (填标号)。

A.催化剂Cu/ZnO不能催化反应(I)

B.催化剂Cu/ZnO在温度低于480K时活性很低

C.图中a点所示条件下，延长反应时间能提高甲醇的产率

D.图中b点所示条件下，若增加H2的浓度不能提高甲醇的产率

③400K时向某恒容密闭容器中充入CO和H2，使c(CO)=0.10mol·L-1，c(H2)=0.20mol·L-1，且只发生反应(II)；平衡时c(CH3OH)=0.08mol·L-1。该温度下反应(II)的平衡常数为___。

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藁本酚是一种新发现的倍半萜类化合物，具有较强的抗炎活性，其一种合成路线如图：

已知：(R1～R5为烃基、H等)

（1）A中含氧官能团的名称为___和___。

（2）B→C的反应类型为___。

（3）D的分子式为C12Hl6O3，写出D的结构简式：___。

（4）E的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：___。

①只有两种不同化学环境的氢；

②碱性水解后酸化，得到两种产物，其中一种能与FeCl3溶液发生显色反应。

（5）写出以CH3CHO和为原料制备的合成路线流程图___ (无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。

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（3）已知下列热化学反应：

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH1=-91.8kJ·mol-1

C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH2=-75.0kJ·mol-1

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则反应NH3(g)+CH4(g)=HCN(g)+3H2(g)的ΔH=___kJ·mol-1。

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