高中化学磷简答题

铵盐是一种重要的水体污染物。某课题组利用电解法，在含Cl^-的水样中，探究将NH₄⁺转化为N₂而脱氮的影响因素和反应机理。
（1）电解法脱氮的原理可能如下：
①直接电氧化
在碱性条件下，发生2NH₃ + 6OH^- - 6e^- = N₂ + 6H₂O反应的电极为     （填“阴”、“阳”）极；
②-OH(自由羟基)电氧化
在电流作用下，利用产生的强氧化性中间产物OH脱氮，-OH中O元素的化合价    ；
③间接电氧化
利用电解产生的Cl₂，与H₂O作用生成HClO进行脱氮。请写出HClO在酸性条件下氧化NH₄⁺的离子方程式                  。
（2）探究适宜的实验条件
下图为不同电流强度下脱氮的效果，综合考虑能耗因素，电流强度应选择    A。

（3）该课题组进一步探究脱氮过程中的强氧化性的活性中间产物，提出了如下假设，请你完成假设三：
假设一：只有·OH；    
假设二：只有HClO；  
假设三：               。
（4）请你设计实验探究脱氮过程中是否有·OH产生，完成下表内容。

实验方案	预期实验结果和结论
配制一定pH、NH4^+和Cl^-浓度的溶液，用最佳电流强度，电解样品90min后，采用电子自旋共振法检测样品中·OH

（5）研究得知，脱氮过程主要以原理③为主，弱酸性溶液中比强酸溶液中更利于使NH₄⁺转化为N₂而脱氮，请从化学平衡移动的角度解释其原因                。

下图是各种不同密度的硝酸与铁反应(相同温度)时主要还原产物的分布图。请认真读图分析，回答有关问题。
（1）下列叙述中正确的是(填序号)                。

A．图中横坐标是硝酸的密度，硝酸的密度越大，其浓度越小。

B．当还原剂和温度相同时，不同浓度的硝酸被还原的产物不是单一的，只是在某浓度时，以某种产物为主而已。

C．硝酸的浓度越大，还原产物中N元素低化合价产物越少。

D．当硝酸密度大于1.3 g·cm^-3时，还原产物主要为NO、NO2

（2）当硝酸溶液的密度为1.36 g·cm^-3时，Fe与过量硝酸反应的化学方程式是_________________。
（3）限用下列仪器、药品验证由铁和过量1.36 g·cm^-3硝酸反应产生的气体中含有NO(不考虑N₂O₄)。设计一个合理而简单的实验方案（仪器可选择使用，N₂的用量可自由控制，加热装置和固定装置省略）。

第1步：反应并收集生成的气体：
①实验中气体发生装置应选择 (填装置序号)，理由是                                。
②装置的连接顺序是(填各装置接口的序号)：[  ]→[  ] [  ]→[8] [9]→[  ]。
③检查装置气密性后，开始反应。待E中充满红棕色气体，停止实验。
第2步：验证E中有NO。
④取下试管E，倒立在F中，轻轻摇动试管。
确认生成的气体中有NO的现象是                                                    。
（4）某工厂生产硝酸的流程简要表示如下：

①氧化炉中反应的化学方程式为_____________________________________________________。
②工业上通常用质量分数为15%的Na₂CO₃水溶液(密度1.16 g·mL^－1)作为NO_x吸收剂，它的物质的量浓度为_____________ mol·L^－1(保留2位小数)。

(13分)平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂、FeO等物质）。某课题以此粉末为原料，设计如下工艺流程对资源进行回收，得到Ce(OH)₄和硫酸铁铵：

已知：
ⅰ．酸性条件下，铈在水溶液中有、两种主要存在形式，易水解，有较强氧化性。
ⅱ．CeO₂不溶于稀硫酸
ⅲ．硫酸铁铵［aFe₂(SO₄) ₃·b(NH₄) ₂SO₄·cH₂O］广泛用于水的净化处理。
（1）．操作Ⅰ的名称是       　　   ，检验硫酸铁铵溶液中含有NH₄⁺的方法是：              　。
（2）．反应①之前先要洗涤滤渣B，其目的是为了除去　　　　　　　　　　　（填离子符号）。
（3）．写出反应①的化学方程式     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）．用滴定法测定制得的Ce(OH)₄产品纯度。

滴定时所用定量仪器的读数精确为  　；若所用FeSO₄溶液在空气中露置一段时间后再进进行滴定，则测得该Ce(OH)₄产品的质量分数   　　。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
（5）．称取14.00g硫酸铁铵样品，将其溶于水配制成100mL溶液，分成两等份，向其中一份加入足量NaOH溶液，过滤洗涤沉淀并烘干灼烧至恒重得到1.60g固体；向另一份溶液中加入0.5mol/L Ba(NO₃)₂溶液100mL，恰好完全反应。则该硫酸铁铵的化学式为    　　　　。

工业尾气中氮氧化物通常采用氨催化吸收法，其原理是NH₃与NOx在催化剂作用下反应生成无毒的物质。某校活动小组同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮氧化物 的处理过程。

I．探究制取NH₃的方法
（1）B装置的名称：______________
（2）在上述装置中，H能快速、简便制取，装置中需要添加的反应试剂为_________ 。
（3）为探究更好的实验效果，活动小组同学采用上述C装置来制取氨气，在控制实验条件相同的情况下，获得下表中实验数据。
分析表中数据，你认为哪种方案制取氨气的效果最好________（填序号），从该方案选择的原料分析制气效果好的可能原因是________，__________。

试剂组合序号	固体试剂	NH3体积（mL）
a	6.0gCa(OH)2过量	5.4gNH4Cl	1344
b	5.4g(NH4)2SO4	1364
c	6.0gNaOH过量	5.4gNH4Cl	1568
d	5.4g(NH4)2SO4	1559
e	6.0gCaO过量	5.4gNH4Cl	1753
f	5.4g(NH4)2SO4	1792

 
II.模拟尾气处理
活动小组同学选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置进行实验。
（1）请从上述装置中选择你认为合理的进行补充（所选装置不能重复）。

（2）A中反应的离子方程式为__________________________
（3）D装置的作用有：_____________、____________、_____________。
（4）D装置中的液体还可换成   （填序号）。
A．H₂OB．CCl₄C．浓H₂SO₄D．CuSO₄溶液
（5）该小组同学所设计的模拟尾气处理装置中还存在一处明显的缺陷是___________.

一位同学在复习时遇到这样一道习题：某无色溶液中可能含有“H⁺、OH^-、Na⁺、NO₃^-”，加入铝粉后，只产生H₂，问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。
（1）加入铝粉产生H₂，说明铝具有______（填“氧化性”或“还原性”）。
（2）该同学分析：若H⁺大量存在，则NO₃^-就不能大量存在。
设计实验证实如下：

装 置	现 象
	ⅰ. 实验初始，未见明显现象 ⅱ. 过一会儿，出现气泡，液面上方呈浅棕色 ⅲ. 试管变热，溶液沸腾

   
① 盐酸溶解Al₂O₃薄膜的离子方程式是______。
② 根据现象ⅱ，推测溶液中产生了NO，为进一步确认，进行如下实验：

实 验	内 容	现 象
实验1	将湿润KI—淀粉试纸置于空气中	未变蓝
实验2	用湿润KI—淀粉试纸检验浅棕色气体	试纸变蓝

 a. 浅棕色气体是______。
b. 实验1的目的是_______。
c. 实验1、2说明反应生成了NO，将生成NO的离子方程式补充完整：

（3）再假设：若OH^-大量存在，NO₃^-也可能不能大量存在。
重新设计实验证实如下：

装 置	现 象
	ⅰ. 实验初始，未见明显现象 ⅱ. 过一会儿，出现气泡，有刺激性气味

 
为确认“刺激性气味”气体，进行如下实验：用湿润KI—淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。
① 刺激性气味的气体是______。
② 产生该气体的离子方程式是______。
（4）在NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H₂生成，其化学方程式是______。
（5）实验结果证实：NO₃^‑在酸、碱性环境中都有一定的氧化性，能氧化铝单质，产生含氮化合物。习题中的无色溶液一定能大量存在的是Na⁺和OH^-。

某研究小组想研究碳与浓硝酸的反应。其实验过程如下。

操作	现象
a．用干燥洁净的烧杯取约10 mL浓硝酸，加热。
b．把小块烧红的木炭迅速伸入热的浓硝酸中。	红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应，同时有大量红棕色气体产生，液面上木炭迅速燃烧，发出光亮。

（1）热的浓硝酸与红热的木炭接触会发生多个化学反应。
① 碳与浓硝酸的反应，说明浓硝酸具有     性。
② 反应产生的热量会使少量浓硝酸受热分解，产生红棕色气体、一种无色无味的单质气体X和水，气体X的化学式是     。
（2）实验现象中液面上木炭迅速燃烧，发出光亮。同学甲认为可能是木炭与气体X反应产生的现象；同学乙猜测NO₂可能具有助燃性，木炭能在NO₂中燃烧。他们设计了以下实验。
Ⅰ.制取NO₂气体。
① 在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO₂的装置简图(夹持仪器略)。

② NaOH溶液的作用是吸收多余的NO₂，该反应生成两种物质的量相等的正盐，写出反应的化学方程式     。
Ⅱ.探究实验。
实验操作：在空气中引燃木炭，使其燃烧并带有火焰，将带火焰的木炭伸入盛有NO₂气体的集气瓶中。
实验现象：木炭在NO₂气体中持续燃烧，火焰迅速变亮，集气瓶中气体颜色变浅直至无色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，且遇空气不变色。
① 根据实验现象写出碳与NO₂气体反应的化学方程式     。
② 试分析是否需要增加带火焰的木炭与纯净的X气体反应的实验      。
③ 通过实验探究，你认为甲、乙同学的预测是否合理，请简述理由     。

火电厂排放气体中含有二氧化硫、氮氧化物等大气污染物，大气污染物的研究治理对改善环境具有重要意义。
（1）煤燃烧产生的烟气（含有氮氧化物、SO₂、PM2.5等），直接排放到空气中，引发的主要环境问题有                （填写字母编号）
A水体富营养化     B重金属污染       C雾霾      D酸雨
（2）将含有SO₂的废气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，在废气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH值，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。写出亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式                 。
（3）有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫废气的方法，工艺流程如下：
A的化学式      ，若生成ag A，理论上可以回收SO₂的质量为      g。

（4）汽车尾气中含有的氮氧化物（NOx）能形成酸雨，写出NO₂转化为HNO₃的化学方程式               。当尾气中空气不足时，NO_X在催化转化器中被还原成N₂排出，写出NO被CO还原的化学方程式            。
（5）工业上常用Na₂CO₃溶液处理煤燃烧产生的烟气，写出SO₂、NO与Na₂CO₃溶液反应生成Na₂SO₄、N₂的离子方程式           。

图①-⑪分别代表有关反应中的一种物质，请填下以下空白。

（1）①、④的化学式分别是______、______。
（2）用电子式表示②的形成过程为                     ；
（3）⑧与⑨反应的化学方程式是______；检验③的存在的方法是      。
（4）Mg也可以与⑧的稀溶液反应生成⑥，写出反应的离子方程式        。

化学肥料在农业生产中有重要作用。农业生产中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥、钾肥。
（1）普钙是磷肥，它的有效成分是__________________（写化学式）。
（2）尿素是一种含氮量较高的氮肥，工业生产尿素是将氨气与二氧化碳在加压、加热的条件下反应生成氨基甲酸铵（H₂NCOONH₄），再使氨基甲酸铵脱水得到尿素。反应的化学方程式为_________、___________。
（3）某化肥厂用NH₃制备NH₄NO₃，已知由NH₃制NO的产率是96%、NO制HNO₃的产率是92%，则制HNO₃所用去NH₃的质量占耗用全部NH₃质量的__________%。
（4）合成氨气是生产氮肥的重要环节。合成氨生产简易流程示意图如下：

从示意图可知其存在循环操作。简要说明为什么在化工生产中经常采用循环操作___________。合成氨的反应需在500℃进行，其主要原因是_________。

农村有句谚语：“雷雨发庄稼”。请你写出有关反应的化学方程式。

1898年，曾有人发明了固氮的一种方法，该法以石灰石、焦炭、空气为原料。第一步反应是石灰石分解；第二步是使第一步反应产物和焦炭反应，在电炉中的高温下制得第三步反应起始物；第三步反应中另一反应物是空气，该反应也是在电炉中完成的，生成一种固体；第四步是使该固体和水蒸气反应制得氨气。又知该固体中有与N₃^-互为等电子体的离子。（1）试写出四步反应的化学方程式；
（2）试简评该固氮方法。