Question

【題目】Ⅰ.含氨廢水和廢氣對環境造成的污染越來越嚴重，某課外活動小組先測定廢水中含NO3-為3×10-4 mol/L，而后用金屬鋁將NO3-還原為N2，從而消除污染。

(1)配平下列有關離子方程式：_____NO3-+_______Al+_______H2O→_______N2↑+______Al(OH)3+________OH-。

(2)上述反應中被還原的元素是____________，每生成2 molN2轉移_________mol電子。

(3)有上述廢水100 m3，若要完全消除污染，則所消耗金屬鋁的質量為_________g。

Ⅱ.NO與Cl2在常溫常壓下可以合成亞硝酰氯(NOCl)。它是一種紅褐色液體或黃色氣體，其熔點-64.5 ℃，沸點-5.5℃，遇水易水解。亞硝酰氯(NOCl)是有機合成中的重要試劑。實驗室制備原料氣Cl2的裝置如圖所示：

(4)實驗室制Cl2時，裝置A中燒瓶內發生反應的化學方程式為_________________________。

(5)將上述收集到的Cl2充入D的集氣瓶中，按圖示裝置制備亞硝酰氯。

①裝置D中發生的反應方程式為__________________________。

②如果不用裝置E會引起什么后果：__________________。

③某同學認為裝置F不能有效吸收尾氣中的某種氣體，該氣體為_____________，為了充分吸收尾氣，可將尾氣與________________同時通入氫氧化鈉溶液中。

Answer 1

【答案】6 10 18 3 10 6 N 20 1350 MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 2NO+Cl2═2NOCl F中的水蒸氣進入D裝置中，會導致產品水解 NO O2

【解析】

Ⅰ.N元素化合價由+5降低為0，鋁元素化合價由0升高為+3；根據反應的離子方程式計算消耗金屬鋁的質量；

Ⅱ.實驗室在加熱條件下用二氧化錳與濃鹽酸反應制備氯氣；NO與Cl2發生化合反應生成NOCl，根據NOCl遇水易水解分析裝置E的作用；尾氣中含有NO，NO不能與氫氧化鈉溶液反應。

(1) N元素化合價由+5降低為0，鋁元素化合價由0升高為+3，根據得失電子守恒、元素守恒、電荷守恒配平離子方程式為6NO3-+10Al+18H2O==3N2↑+10Al(OH)3+6OH-。

(2)上述反應中，N元素化合價由+5降低為0，被還原的元素是N，每生成2 molN2轉移2mol×2×(5－0)=20mol電子。

(3) 100 m3廢水含有NO3-的物質的量是100×103L×3×10-4 mol/L=30mol，設反應消耗鋁的物質的量是n

=50mol，則所消耗金屬鋁的質量為50mol×27g/mol= 1350g。

(4) 實驗室在加熱條件下用二氧化錳與濃鹽酸反應制備氯氣，制Cl2時發生反應的化學方程式為MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O。

(5) ①裝置D中NO與Cl2發生化合反應生成NOCl，發生的反應方程式為2NO+Cl2═2NOCl。

②NOCl遇水易水解，若沒有E裝置，F中的水蒸氣進入D裝置中，會導致產品水解。

③尾氣中含有NO，NO不能與氫氧化鈉溶液反應，該氣體為NO，氧氣與NO反應生成NO2，為了充分吸收尾氣，可將尾氣與O2同時通入氫氧化鈉溶液中。