當(dāng)前位置： 2022年江蘇省平潮高級(jí)中學(xué)等五校聯(lián)盟高考化學(xué)模擬試卷> 試題詳情

有效去除大氣中的NO_x和水體中的氮是環(huán)境保護(hù)的重要課題。
（1）已知：①2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）ΔH₁=-566.0kJ?mol^-1
②N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）ΔH₂=+64kJ?mol^-1
反應(yīng)2NO₂（g）+4CO（g）═N₂（g）+4CO₂（g）ΔH₃=
-1196kJ?mol^-1
-1196kJ?mol^-1
。

（2）磷酸銨鎂（MgNH₄PO₄）沉淀法可去除水體中的氨氮（
NH
+
4
和NH₃）。實(shí)驗(yàn)室中模擬氨氮處理：1L的模擬氨氮廢水（主要含
NH
+
4
），置于攪拌器上，設(shè)定反應(yīng)溫度為25℃。先后加入MgCl₂和Na₂HPO₄溶液，用NaOH調(diào)節(jié)反應(yīng)pH，投加絮凝劑；開始攪拌，反應(yīng)30min后，取液面下2cm處清液測(cè)定氨氮質(zhì)量濃度。
①生成磷酸銨鎂沉淀的離子反應(yīng)方程式為
Mg²⁺+OH^-+
NH
+
4
+
HPO
2
-
4
=MgNH₄PO₄↓+H₂O
Mg²⁺+OH^-+
NH
+
4
+
HPO
2
-
4
=MgNH₄PO₄↓+H₂O
。
②測(cè)得反應(yīng)pH對(duì)氨氮去除率的影響如圖1所示，當(dāng)pH從7.5增至9.0的過程中，水中氨氮的去除率明顯增加，原因是
隨著pH的增大，OH^-濃度逐漸增大，
HPO
2
-
4
轉(zhuǎn)化為
PO
3
-
4
，
PO
3
-
4
濃度增大，使生成沉淀的速率加快
隨著pH的增大，OH^-濃度逐漸增大，
HPO
2
-
4
轉(zhuǎn)化為
PO
3
-
4
，
PO
3
-
4
濃度增大，使生成沉淀的速率加快
。
③當(dāng)反應(yīng)pH為9.0時(shí)，該沉淀法對(duì)氨氮的去除率達(dá)到最高，當(dāng)pH繼續(xù)增至10.0時(shí)，氨氮的去除率下降，原因是
OH^-濃度更大，會(huì)使Mg²⁺轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂沉淀，MgNH₄PO₄轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂沉淀，釋放出
NH
+
4
OH^-濃度更大，會(huì)使Mg²⁺轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂沉淀，MgNH₄PO₄轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂沉淀，釋放出
NH
+
4
。
（3）納米零價(jià)鐵（NZVI）/BC與（CuPd）/BC聯(lián)合作用可去除水體中的硝態(tài)氮。

在NZVI/BC和（CuPd）/BC復(fù)合材料聯(lián)合作用的體系中，生物炭（BC）作為NZVI、Cu、Pb的載體且減少了納米零價(jià)鐵的團(tuán)聚，納米零價(jià)鐵作為主要還原劑，Cu和Pd作為催化劑且參與吸附活性H。
①NZVI/BC和（CuPd）/BC復(fù)合材料還原硝酸鹽的反應(yīng)機(jī)理如圖2所示，
NO
-
3
轉(zhuǎn)化為N₂或
NH
+
4
的過程可描述為
鐵失去電子，
NO
-
3
在鐵表面得到電子被還原為
NO
-
2
，
NO
-
2
被吸附在Cu和Pd的表面，繼續(xù)被還原為N₂或
NH
+
4
鐵失去電子，
NO
-
3
在鐵表面得到電子被還原為
NO
-
2
，
NO
-
2
被吸附在Cu和Pd的表面，繼續(xù)被還原為N₂或
NH
+
4
。
②實(shí)驗(yàn)測(cè)得體系初始pH對(duì)
NO
-
3
去除率的影響如圖3，前200min內(nèi)，pH=9.88時(shí)的去除率遠(yuǎn)低于pH=4.05時(shí)，其可能的原因是
酸性越強(qiáng)，鐵越易失去電子，
NO
-
3
越易到電子被還原，同時(shí)可以減少表面氫氧化物的形成，從而可以暴露出更多的反應(yīng)活性點(diǎn)，促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行
酸性越強(qiáng)，鐵越易失去電子，
NO
-
3
越易到電子被還原，同時(shí)可以減少表面氫氧化物的形成，從而可以暴露出更多的反應(yīng)活性點(diǎn)，促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行
。

【考點(diǎn)】“三廢”處理與環(huán)境保護(hù)；氮的氧化物的性質(zhì)及其對(duì)環(huán)境的影響；用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算．

【答案】-1196kJ?mol^-1；Mg²⁺+OH^-+

HPO

=MgNH₄PO₄↓+H₂O；隨著pH的增大，OH^-濃度逐漸增大，

HPO

轉(zhuǎn)化為

，

濃度增大，使生成沉淀的速率加快；OH^-濃度更大，會(huì)使Mg²⁺轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂沉淀，MgNH₄PO₄轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂沉淀，釋放出

；鐵失去電子，

在鐵表面得到電子被還原為

，

被吸附在Cu和Pd的表面，繼續(xù)被還原為N₂或

；酸性越強(qiáng)，鐵越易失去電子，

越易到電子被還原，同時(shí)可以減少表面氫氧化物的形成，從而可以暴露出更多的反應(yīng)活性點(diǎn)，促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：67引用：7難度：0.6

相似題

1．硫、氮的化合物在某些領(lǐng)域中扮演著重要的角色．
（1）SO₂是形成硫酸型酸雨的主要原因，酸雨的pH

5.6 （填“＞”或“＜”），某同學(xué)收集當(dāng)?shù)氐乃嵊赀M(jìn)行pH的測(cè)量，剛開始測(cè)得雨水的pH=5.2，過一段時(shí)間再測(cè)量雨水pH=4.7，請(qǐng)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)解釋雨水pH值減少的原因：

；
（2）硝酸是工業(yè)三大強(qiáng)酸之一，試從原料的利用率和環(huán)境保護(hù)兩個(gè)角度分析，溶解等量的金屬銅用濃硝酸好，還是稀硝酸好？根據(jù)化學(xué)方程式作簡(jiǎn)要分析：

；
（3）氮的化合物在航天航空事業(yè)中起著不可替代的作用．神舟七號(hào)飛船的外殼是一種新型結(jié)構(gòu)陶瓷材料，它的主要成分是氮化硅．工業(yè)上使用SiCl₄、N₂和H₂在一定條件下反應(yīng)生成氮化硅，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式（不必配平）：

．
發(fā)布：2024/11/8 8:0:1組卷：9引用：1難度：0.3
解析
2．“低碳”在工業(yè)生產(chǎn)中意義重大，充分利用原材料，不排放或減少排放“三廢”，不同工廠聯(lián)合生產(chǎn)等都是很好的“低碳”生產(chǎn)方式．下面是幾家工廠利用廢氣、廢液、廢渣聯(lián)合生產(chǎn)化肥硫酸銨的工藝：

請(qǐng)回答下列問題：
（1）操作②為

．
（2）工業(yè)合成氨的化學(xué)方程式為

．
（3）沉淀池中生成硫酸銨的化學(xué)方程式為

．
（4）在實(shí)驗(yàn)室中檢驗(yàn)氨氣的方法是

．
（5）副產(chǎn)品的化學(xué)式為

．該聯(lián)合生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是

．
發(fā)布：2024/11/11 8:0:1組卷：37引用：5難度：0.7
解析
3．硫、氮的化合物在某些領(lǐng)域中扮演著重要的角色．
（1）SO₂是形成硫酸型酸雨的主要原因，酸雨的pH

5.6 （填“＞”或“＜”），某同學(xué)收集當(dāng)?shù)氐乃嵊赀M(jìn)行pH的測(cè)量，剛開始測(cè)得雨水的pH=5.2，過一段時(shí)間再測(cè)量雨水pH=4.7，請(qǐng)用所學(xué)化學(xué)方程式和文字說明解釋雨水pH值減少的原因：

；
（2）硝酸是工業(yè)三大強(qiáng)酸之一，試從原料的利用率和環(huán)境保護(hù)兩個(gè)角度分析，制備相同量的硝酸銅方案中為什么選用先將銅在空氣中加熱，再與硝酸反應(yīng)，而不用把銅直接與濃硝酸反應(yīng)，根據(jù)所學(xué)化學(xué)知識(shí)簡(jiǎn)要分析：

（3）在工業(yè)制硫酸中，以黃鐵礦為原料，在沸騰爐中發(fā)生的反應(yīng)為

，黃鐵礦在參與反應(yīng)之前要粉碎，原因是

．
發(fā)布：2024/11/8 8:0:1組卷：8引用：1難度：0.3
解析

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