含氮废水进入水体后而对环境造成的污染越来越严重,对含氮废水进行有效的检测和合理的处理是人们研究和关心的重要问题。
⑴环境专家认为可以用金属铝将水体中的NO3-还原为N2,从而消除污染。其反应的离子方程式是:
6NO3-+10Al+18H2O=3N2↑+10Al(OH)3+6OH—。又有人认为金属镁比铝能更快消除氮的污染,其反应原理和金属铝相同。
写出镁和含NO3-的废水反应的离子方程式____________________ 。
⑵水中的NO2-是含氮有机物分解的产物,其浓度的大小是水源污染程度的标志之一。检测水中的NO2-可用目视比色法(比较溶液颜色深浅度以测定所含有色物质浓度的方法),检测步骤如下:
步骤一:配制标准溶液:称取0.69gNaNO2,溶于水后在容量瓶中稀释至1L得溶液A,移取5mL溶液A,稀释至1L,得溶液B。
步骤二:配制标准色阶:取6只规格为10mL的比色管(即质地、大小、厚薄相同且具有塞的平底试管),分别加入体积不等的溶液B,并稀释至10mL,再加入少许(约0.30g)氨基苯磺酸粉末,实验结果如下表所示。
色阶序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
加入溶液B的体积/mL |
0.0 |
2.0 |
4.0 |
6.0 |
8.0 |
10.0 |
反应后溶液颜色 |
由无色变为由浅到深的樱桃红色 |
步骤三:取10mL水样倒入比色管中,加少许氨基苯磺酸,显色后与标准色阶对比。
①利用步骤三在野外检测水样污染程度的优点是 。
②步骤二中设计色阶序号1的作用是 。
③如果水样显色后比6号还深,应采取的措施是 。
⑶现有含NH3为3.4mg·L—1的废水150m3(密度为1g·cm-3),可采用如下方法进行处理:将甲醇加入含氨的废水中,在一种微生物作用下发生反应:
2O2 + NH3=== NO3- + H+ + H2O 6NO3-+ 6H+ + 5CH3OH→ 3N2↑ + 5CO2↑ + 13H2O
若用此方法处理,假设每步的转化率为100%,需要甲醇 g。
A—J是中学化学常见的物质,它们之间的转化关系如下图所示(部分产物已略去)。已知
A是一种高熔点物质,B为空气的成分之一,D是一种红棕色固体。请回答下列问题:
(1)固体A的晶体类型为___________,K的化学式为。
(2)C与D在高温下的反应在冶金工业上称为反应,引发该反应的实验操作是
(3)G→J的化学方程式为____________。
(4)A→H的离子方程式为。
(5)I的水溶液pH_____7(填“>”、“<”或“=”),原因是____________(用离子方程式表示)。
(16分)已知将盐酸滴入高锰酸钾溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去。现一氧化还原反应的体系中,反应物和生成物共有KCl、Cl2、H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质:
(1)该反应中,化合价升高的反应物是________,化合价没有发生变化的反应物是____________。
(2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式(需配平):_______________。
(3)上述反应中,1 mol氧化剂在反应中________(填“得到”或“失去”)________mol电子。
(4)如果在反应后的溶液中加入NaBiO3,溶液又变紫红色。说出NaBiO3的一个性质:_______________________________________________________________________。
(16分)现有A、B、C、D、E可溶于水的五种化合物,其组成的离子如下表,且每种离子只有一次。
阳离子 |
Ag+ Na+ Fe3+ Al3+ Ba2+ |
阴离子 |
OH- Cl- SO32— NO SO42— |
某同学将它们分别配成0.1 mol·L-1的溶液,进行操作,发现如下实验现象:
①C溶液显黄色,其它溶液均为无色溶液。
②已知向B、C、D、E溶液分别加入A溶液均产生白色沉淀;
③B溶液与适量E溶液反应生成白色沉淀,加入过量E溶液,白色沉淀量减少,但不完全消失。
(1)据此推断它们的化学式:
A__________;B__________;C________;D________;E________。
(2)B溶液加入少量E溶液的离子方程式____________________________________。
(3)向C溶液滴加少量的D溶液的离子方程式_________________________________。
(14分)在稀硫酸中,KMnO4和H2O2能发生氧化还原反应:
氧化反应:H2O2-2e-===2H++O2↑
还原反应:MnO+5e-+8H+===Mn2++4H2O
(1)写出该氧化还原反应的离子方程式:______________________________________。
(2)该反应中氧化剂是________,被氧化的元素是________;若有0.5 mol H2O2参加此反应,则转移电子个数为________。
(3)若KMnO4的量不足,在Mn2+的催化作用下,H2O2仍能分解,分解反应的化学方程式为__________________;这时若有0.5 mol H2O2发生分解,则转移电子个数为________。
(8分)煤炭中以FeS2形式存在的硫,在有水和空气及在脱硫微生物存在下发生生物氧化还原反应,有关反应的离子方程式依次为:
①2FeS2+7O2+2H2O 4H++2Fe2++________;
②4Fe2++O2+4H+4Fe3++____________;
③FeS2+2Fe3+3Fe2++2S;
④2S+3O2+2H2O4H++2SO42—。
已知:FeS2中的铁元素为+2价。
回答下列问题:
(1)根据质量守恒定律和电荷守恒定律,将上述①②离子方程式补充完整。
(2)反应③的还原剂是________________。
(3)观察上述反应,FeS2最终转化为____________从煤炭中分离出来。