【題目】廢水中過量的氨氮(NH3和NH4+)會導致水體富營養(yǎng)化。某科研小組用NaClO氧化法處理氨氮廢水。已知:①HClO的氧化性比NaClO強;②NH3比NH4+更易被氧化;③國家標準要求經(jīng)處理過的氨氮廢水pH要控制在6~9。
(1)pH=1.25時,NaClO可與NH4+反應生成N2等無污染物質(zhì),該反應的離子方程式為_____。
(2)進水pH對氨氮去除率和出水pH的影響如下圖所示
①進水pH為1.25~2.75范圍內(nèi),氨氮去除率隨pH升高迅速下降的原因是_____
②進水pH為2.75~6.00范圍內(nèi),氨氮去除率隨pH升高而上升的原因是_____
③進水pH應控制在_____左右為宜。
(3)為研究空氣對NaClO氧化氨氮的影響,其他條件不變,僅增加單位時間內(nèi)通入空氣的量,發(fā)現(xiàn)氨氮去除率幾乎不變。其原因可能是_____(填字母)。
a.O2的氧化性比NaClO弱 b.O2氧化氨氮速率比NaClO慢
c.O2在溶液中溶解度比較小 d.空氣中的N2進入溶液中
(4)利用微生物燃料電池可以對氨氮廢水進行處理,其裝置如圖所示。閉合電路后,負極室與正極室均產(chǎn)生氮氣,則負極室中NH4+發(fā)生反應的電極反應式為_____。該裝置除了能對氨氮廢水進行處理外,另一個突出的優(yōu)點是_____。
【答案】3ClO-+2NH4+===N2↑+3Cl-+3H2O+2H+(或3HClO+2NH4+===N2↑+3Cl-+3H2O+5H+) 隨著pH升高,NaClO含量增大,氧化性能降低,導致氨氮去除率下降 隨著pH升高,氨氮廢水中NH3含量增大,氨氮更易被氧化 1.50 abc 2NH4+-6e-===N2↑+8H+ 將化學能轉(zhuǎn)化為電能(或能處理硝態(tài)氮廢水)
【解析】
(1)氯元素會降低到-1價,再根據(jù)氧化還原反應規(guī)律配平書寫離子方程式;
(2)結(jié)合給定的已知信息與溶液酸性之間的關系及圖像變化趨勢作答;
(3)從空氣中的氧氣氧化氨氮的能力因素考慮;
(4)根據(jù)原電池原理,負極區(qū)銨根離子失電子發(fā)生氧化反應,總反應將化學能轉(zhuǎn)化為電能。
(1)pH=1.25時,NaClO溶液中顯酸性,溶液中會有次氯酸,均可與NH反應生成N2、氯離子和氫離子,其離子方程式為:3ClO-+2NH4+===N2↑+3Cl-+3H2O+2H+(或3HClO+2NH4+===N2↑+3Cl-+3H2O+5H+),
故答案為:3ClO-+2NH4+===N2↑+3Cl-+3H2O+2H+(或3HClO+2NH4+===N2↑+3Cl-+3H2O+5H+);
(2)①HClO的氧化性比NaClO強,進水pH為1.25~2.75范圍內(nèi),隨pH升高,HClO含量相對降低,而NaClO含量增大,則其氧化性能降低,導致氨氮去除率下降,
故答案為:隨著pH升高,NaClO含量增大,氧化性能降低,導致氨氮去除率下降;
②進水pH為2.75~6.00范圍內(nèi),隨pH升高,促進銨根離子水解,使氨氣成分增大,銨根離子濃度降低,根據(jù)給定信息②已知,NH3比NH更易被氧化,故導致氨氮去除率升高,
故答案為:隨著pH升高,氨氮廢水中NH3含量增大,氨氮更易被氧化;
③按照國家標準要求,經(jīng)處理過的氨氮廢水pH要控制在6~9,結(jié)合進水pH對出水pH的影響曲線可知,若出水pH要控制在6~9,則進水pH為1.5-2.1,再根據(jù)進水pH1.25~2.75范圍內(nèi)對氨氮去除率的影響綜合考慮,可選擇進水pH應控制在1.50左右為宜,
故答案為:1.50;
(3)僅增加單位時間內(nèi)通入空氣的量,發(fā)現(xiàn)氨氮去除率幾乎不變,可能是因為O2的氧化性比NaClO弱、O2氧化氨氮速率比NaClO慢、O2在溶液中溶解度比較小,故abc均正確,而氮氣不溶于水,d項說法錯誤,
故答案為:abc;
(4)根據(jù)原電池原理結(jié)合電解質(zhì)溶液為質(zhì)子交換膜,負極銨根離子失電子生成氮氣,發(fā)生氧化反應,其電極反應式為:2NH4+-6e-===N2↑+8H+,正極發(fā)生還原反應也生成氮氣,達到對氨氮廢水進行處理的目的,且還能將化學能轉(zhuǎn)化為電能,是該燃料電池裝置突出的優(yōu)點,
故答案為:2NH4+-6e-===N2↑+8H+;將化學能轉(zhuǎn)化為電能(或能處理硝態(tài)氮廢水)
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【題目】下列關于有機化合物的說法中正確的是
A. 乙醇和乙二醇互為同系物
B. 聚氯乙烯能使溴水褪色
C. 油脂在堿性條件下的水解反應又稱為皂化反應
D. 螺(33烷()的一氯代物共有3種(不含立體異構(gòu))
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】化合物X可用于合成Y.下列有關X、Y的說法正確的是( )
A. X分子中所有原子可能在同一平面上
B. X在一定條件下可以發(fā)生消去反應
C. Y與足量H2的加成產(chǎn)物中不含手性碳原子
D. X、Y與足量濃溴水反應的類型完全相同
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為1 mol/L的是( )
A. 將40gNaOH固體溶于1L水中
B. 將22.4 L氯化氫氣體溶于水配成1L溶液
C. 將1L 10mol/L的濃鹽酸與9L水混合
D. 將10g NaOH固體溶解在水中配成250 mL溶液
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】乙烯是合成纖維、合成橡膠、合成塑料、合成乙醇的基本化工原料;卮鹣铝袉栴}:
(1)實驗室快速制取少量乙烯可用乙烯利()與NaOH溶液反應制取。寫出該反應的化學方程式為________(磷轉(zhuǎn)化為磷酸正鹽)。
(2)乙烷裂解制備乙烯越來越受到石化企業(yè)的重視。已知部分熱化學方程式如下:
Ⅰ.C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) △H1=+137kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+42kJ·mol-1
Ⅲ.C2H6(g)+CO2(g)=C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) △H3
①反應Ⅲ的△H3=________kJ·mol-1。
②若在1273K時,100kPa下反應(Ⅰ)達到平衡時,混合氣體中C2H4、C2H6、H2的物質(zhì)的量分別為0.047、0.006、0.047,則乙烯的分壓為p(C2H4)=________kPa;平衡常數(shù)Kp=________(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),計算結(jié)果保留1位小數(shù))。
③恒溫恒容密閉容器中進行的反應(Ⅱ),能說明已達到平衡狀態(tài)的是________(填字母)。
a.壓強不再隨時間變化 b.混合氣體密度不再隨時間變化
c.v(H2)正=v(CO)逆 d.單位時間內(nèi)斷裂C=O的數(shù)目與斷裂H-O的相等
④乙烷直接裂解以及與CO2耦合裂解可能發(fā)生的反應及平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)的關系分別如下圖所示,已知:a.C2H6=C2H4+H2;b.C2H6+CO2=C2H4+CO+H2O;c.C2H6+2CO2=4CO+H2;d.2C2H6+CO2=C2H4+2CO+2H2+CH4;e.16C2H6+9CO2=14C2H4+12CO+12H2+6H2O+CH4。
下列說法正確的是________(填字母)。
a.600℃以下,反應a的趨勢最大
b.CO2和C2H6耦合裂解有利于提高乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率
c.過量CO2和C2H6耦合高溫裂解,可較好防止催化劑表面結(jié)炭
d.用合適的催化劑催化CO2和C2H6耦合裂解,可提高反應平衡常數(shù)
(3)以太陽能電池為電源,利用電解法也可實現(xiàn)CO2制備乙烯,其裝置如圖所示。電極a為電源的________(填“正極”或“負極”),生成乙烯的電極反應式為________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】K4[Fe(CN)6]可用于生產(chǎn)油漆、藥物等。
(1)Fe2+的核外電子排布式為_____。
(2)CN﹣中C原子軌道的雜化類型為_____。與CN﹣互為等電子體的一種分子的結(jié)構(gòu)式為_____。
(3)[Cu(H2O)4]2+結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。[Fe(CN)6]4﹣結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,請在圖中相應位置補填配體_________。
(4)已知3K4Fe(CN)612KCN+Fe3C+3C+(CN)2↑+2N2↑.(CN)2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比n(σ):n(π)=_____。
(5)鐵觸媒是合成氨反應的催化劑,其表面存在氮原子。氮原子在鐵表面上的單層附著局部示意如圖所示。則鐵表面上氮原子與鐵原子的數(shù)目比為_____。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】以芳香化合物A為原料制備滅鼠劑氟鼠酮中間體(G)的一種合成路線如下:
回答下列問題:
(1)A的化學名稱是________;A→B的試劑及反應條件依次是________。
(2)E→F的反應類型是________。
(3)D的結(jié)構(gòu)簡式為________。
(4)G中的含氧官能團名稱為________。
(5)芳香化合物X是F的同分異構(gòu)體,X能發(fā)生銀鏡反應和水解反應,核磁共振氫譜有4組峰且峰面積之比為6︰6︰1︰1,寫出一種符合上述條件的X的結(jié)構(gòu)簡式:________。
(6)PES(聚丁二酸乙二醇酯)是一種可生物降解型聚酯,設計以1,2-二氯乙烷為初始原料制備PES的合成路線:________(無機試劑任用)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在2A+B=3C+4D反應中,表示該反應速率最快的數(shù)據(jù)是
A. v(A)=0.5mol·L-1·s-1 B. v(B)=3mol·L-1·min-1
C. v(C)=0.9mol·L-1·s-1 D. v(D)=1.0mol·L-1·s-1
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】實驗室制取氯氣的化學方程式:4HCl(濃)+MnO2 Cl2↑+MnCl2 +2H2O ,
(1)反應物HCl中氯元素的化合價____,HCl在反應中表現(xiàn)的性質(zhì)包括_______和______。
(2)在該氧化還原反應中,MnO2 做_________劑,錳元素被________。
(3)寫出該反應的離子方程式,并用單線橋法標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:_______________________。
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