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氮、磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途。回答下列问题: Ⅰ.(1)氮的固定是...

氮、磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途。回答下列问题:

Ⅰ.(1)氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。

下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。

反应

大气固氮

N2g+O2g2NOg

工业固氮

N2g+3H2g2NH3g

温度/

27

2000

25

400

450

K

3.8×10-31

0.1

5×108

0.507

0.152

 

①分析数据可知:大气固氮反应属于_____(填吸热放热)反应。

②分析数据可知;人类不适合大规模模拟大气固氮的原因_____

2NaNO2是一种食品添加剂(有毒性,市场上常误与食盐混淆)。可用酸性KMnO4溶液检验,完成其反应的离子方程式。MnONO_____=Mn2+NOH2O

3)工业生产以NH3CO2为原料合成尿素[CONH22],反应的化学方程式为: 2NH3g)+CO2gCONH22l)+H2Ol  H0T1℃时,在2 L的密闭容器中充入NH3CO2模拟工业生产,若原料气中的NH3CO2的物质的量之比(氨碳比)= x,如图是CO2平衡转化率(α)与氨碳比(x)的关系。

其它条件不变时,α随着x增大而增大的原因是____;图中的B点处NH3的平衡转化率为____

 II.4)红磷Ps)和Cl2 g)发生反应生成PCl3g)和 PCl5g),反应过程如下。

2Ps + 3Cl2g=2PCl3g     H1=-612 kJ· mol-1

2Ps + 5Cl2g=2PCl5g     H2=-798 kJ· mol-1

气态PCl5生成气态PCl3Cl2的热化学方程式为________

5)直链聚磷酸是由n个磷酸分子通过分子间脱水形成的,常用于制取阻燃剂聚磷酸铵。直链低聚磷酸铵的化学式可表示为(NH4n+2PnOxx=___(用n表示)。

6)一定温度下,向浓度均为0.20 mol·L-1MgCl2CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3PO4,先生成__沉淀(填化学式);当测得溶液中钙离子沉淀完全(浓度小于105 mol·L1)时,溶液中的另一种金属阳离子的物质的量浓度c = ______mol·L-1。(已知:Ksp[Mg3PO42] =6.0×10-29Ksp[Ca3PO42]=6.0×1026。)

 

吸热 K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产; 2MnO+5NO+6H+=2Mn2++5NO+3H2O x增大,相当于c(NH3)增大,CO2转化率增大 25% PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) △H = +93 kJ·mol-1 3n+1 Mg3(PO4)2 10-6 【解析】 Ⅰ(1)①由表格数据可知,温度越高,K越大,说明升高温度,平衡正移,则正反应方向为吸热反应; ②由表格数据可知,2000℃时,K=0.1,K值很小,则转化率很小,不适合大规模生产,所以人类不适合大规模模拟大气固氮; 故答案为:K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产; (2)NaNO2可用酸性KMnO4溶液检验,根据氧化还原反应相关配平原则,遵守质量守恒定律、电荷守恒定律,可以推出反应方程式为:2MnO+5NO+6H+=2Mn2++5NO+3H2O; (3)工业以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2]:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l) △H<0,CO2平衡转化率(α)随(氨碳比)= x的变化如图所示,氨碳比(x)越大,相当于增大,故平衡正向移动,CO2平衡转化率(α)随之增大;B点对应=4,且反应后CO2转化率为50%,物质的转化量之比与化学计量数呈比例关系,假设投料:=4X,则=x,又二氧化碳转化0.5x,氨气转化的是二氧化碳的2倍,故氨气转化x,氨气的转化率为:; 故答案为:x增大,相当于c(NH3)增大,CO2转化率增大;25%; II(4)根据盖斯定律及热化学方程式的书写原则,第一个反应减去第二个反应可得出气态PCl5生成气态PCl3和Cl2的热化学方程式为:2PCl5(g) 2PCl3(g)+2 Cl2(g) △H = +186 kJ·mol-1;简化后为:PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g) △H = +93 kJ·mol-1; (5)已知直链低聚磷酸铵的化学式可表示为(NH4)(n+2)PnOx,根据化学式的书写原则,化学式的总化合价为0,铵根的化合价为+1,又氧元素为-2价,PnOx的总化合价为-(n+2)价,可以列式:,可得x=3n+1; (6)Ca3(PO4)2与Mg3(PO4)2是同类型沉淀,已知:Ksp[Mg3(PO4)2] =6.0×10-29,Ksp[Ca3(PO4)2]=6.0×10-26,故一定温度下,向浓度均为0.20 mol·L-1的MgCl2和CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3PO4,溶度积常数小的先生成沉淀,先生成Mg3(PO4)2沉淀;当测得溶液中钙离子沉淀完全,则钙离子浓度为10-5mol·L-1,根据Ca3(PO4)2沉淀溶解平衡可知:,则在Mg3(PO4)2沉淀溶解平衡中:,则。  
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硫酸锌被广泛应用于医药领域和工农业生产。工业上由氧化锌矿(主要成分为ZnO,另含ZnSiO3FeCO3CuO等)生产ZnSO4•7H2O的一种流程如图:

1)步骤Ⅰ的操作是_____,滤渣X的成分是_____

2)步骤Ⅰ加入稀硫酸进行酸浸时,需不断通入高温水蒸气的目的是__

3)步骤Ⅱ中,在pH约为5.1的滤液中加入高锰酸钾,生成FeOH3MnOOH2两种沉淀,该反应的离子方程式为____

4)步骤Ⅲ中,加入锌粉的作用是__

5)已知硫酸锌的溶解度与温度之间的关系如下表:

温度/

0

20

40

60

80

100

溶解度/g

41.8

54.1

70.4

74.8

67.2

60.5

 

从硫酸锌溶液中获得硫酸锌晶体的实验操作为__、冷却结晶、过滤。烘干操作需在减压低温条件下进行,原因是_____

6)取28.70 g ZnSO4•7H2O加热至不同温度,剩余固体的质量变化如图所示。分析数据,680℃时所得固体的化学式为__

a ZnO          b Zn3OSO42     c ZnSO4        d ZnSO4•H2O

 

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POCl3常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料,实验室制备POCl3并测定产品含量的实验过程如下:

I.实验室制备POCl3

采用氧气氧化液态PCl3法制取POCl3,实验装置(加热及夹持仪器略)如图:

资料:① Ag+ + SCN- =AgSCN↓KspAgCl KspAgSCN);

PCl3POCl3的相关信息如下表:

物质

熔点/

沸点/

相对分子质量

其他

PCl3

-112.0

76.0

137.5

两者互溶,均为无色液体,遇水均剧烈反应生成含氧酸和氯化氢

POCl3

2.0

106.0

153.5

 

1PCl3分子中各原子均满足8电子稳定结构,则PCl3的电子式为____

2B中所盛的试剂是____,干燥管的作用是________

3POCl3遇水反应的化学方程式为_____________

4)反应温度要控制在60~65℃,原因是:__________

II.工业上可用氯化水解法生产三氯氧磷,工艺流程如下:

5)氯化水解法生产三氯氧磷的化学方程式为____

6)通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量,实验步骤如下:

a、准确称取30.7 g POCl3产品,置于盛有60.00 mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成100.00mL溶液。

b、取10. 00 mL溶液于锥形瓶中,加入10.00 mL 3.2 mol·L-1 AgNO3标准溶液。

c、加入少许硝基苯用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖。

d、以X为指示剂,用0.2 mol·L-1 NH4SCN溶液滴定过量的AgNO3溶液,达到滴定终点时共用去l0.00 mL NH4SCN溶液。

①步骤c中加入硝基苯的作用是____

②步骤dX______

A FeCl2            B NH4FeSO42           C 淀粉          D 甲基橙

③三氯氧磷产品中Cl元素的质量百分含量为____

 

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25℃时,将1.0 L w mol·L-1 CH3COOH 溶液与0.1 mol NaOH固体混合,充分反应。向混合液中加入CH3COOHCH3COONa固体(忽略体积和温度变化),溶液pH随加入CH3COOHCH3COONa固体的物质的量的变化关系如图所示。下列叙述正确的是

A.b点混合液中cH+≥ cOH- + cCH3COO-

B.加入CH3COOH过程中,增大

C.25℃时,CH3COOH的电离平衡常数 Kamol·L-1

D.abc对应的混合液中,水的电离程度由大到小的顺序是cab

 

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甲、乙、丙、丁分别为ABCD 四种短周期元素的最高价氧化物对应的水化物,已知0.1mol·L-1甲、丙、丁溶液的pH ACD 的原子序数关系如图所示(lg2=0.3),且常温下甲、丙、丁均可与乙反应。下列说法正确的是(   

A.简单离子半径: DCBA

B.AC形成的化合物水溶液呈碱性

C.CD形成的氢化物稳定性:CD

D.AB 分别与D 形成的化合物均为离子化合物

 

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NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如图所示(电极材料为石墨)。下列有关叙述不正确的是( )

A.图中a极连接电源的负极

B.A口放出的物质是氢气,C口放出的物质是氧气

C.b极电极反应式为:SO32--2e-H2O===SO42-2H

D.电解过程中阴极区碱性明显增强

 

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