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 。
铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。研究铁及其化合物的应用意义重大。
I.水体的净化和污水的处理与铁及其化合物密切相关。
(1)自来水厂常用高铁酸钠(Na2FeO4)改善水质。简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理___________。
(2)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
回答下列问题:
①写出反应I中发生的氧化还原反应的离子方程式___________。
②加入少量NaHCO3的目的是调节溶液pH,应控制pH的范围为____________。
③在实际生产中,反应II常同时通入O2以减少NaNO2的用量,若通入5.6L O2(标准状况),则相当于节约NaNO2的质量为____________g。
④碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe(OH)]2+离子,可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合离子。该水解反应的离子方程式为___________。
II铁的化合物也是制备高能锂电池的重要原料。已知磷酸亚铁锂电池总反应为:
FePO4+LiLiFePO4,电池中的固体电解质可传导Li+。试写出该电池充电时的阳极反应式____________。常温下以该电池为电源电解200mL饱和食盐水,当消耗1.4g Li时,溶液的pH为____________。(忽略溶液的体积变化)。
合成纤维Z的吸湿性接近于棉花。合成Z的流程图如下所示:
已知:下列反应中R、R′、R″代表烃基
(1)A的电子式为____________。
(2)E的名称为____________。
(3)反应①的化学方程式是____________。
(4)下列说法正确的是____________。
a.反应②的反应类型为加成反应
b.D能与Na、NaOH、NaHCO3反应
c.Q是一种水溶性很好的高分子化合物
d.G在酸性或碱性环境中均能水解
(5)E有多种同分异构体,与E具有相同官能团的有____________种(不含E),其中核磁共振氢谱显示有3种氢原子,且能发生银镜反应的结构简式是____________。
(6)合成纤维Z含有六元环状结构, Z的结构简式是___________。
自来水厂的水源水(原水)通常含有各种杂质,必须经过去除固体杂质和悬浮物、消毒、去除异味等一系列净化工序(即净化过程),才能达到使用标准。
(1)原水净化有下列措施:① 过滤,② 添加混凝剂,③ 加入活性炭,④ 加入消毒剂。你认为正确的顺序是;
A.①②③④ | B.②①③④ | C.②③①④ | D.④①②③ |
(2)原水中可以加入明矾作为混凝剂,从而达到去除固体杂质和悬浮物,其原理是明矾溶于水后生成的胶体可以吸附水中的悬浮颗粒并使之沉降。写出明矾中的Al3+水解生成胶体的离子方程式_________________________________________________;
(3)目前我国不少自来水厂采用液氯消毒,液氯注入水中与水发生可逆反应,生成一种强酸和一种弱酸(次氯酸),该反应的化学方程式为______________________________。
按要求回答下列问题
(1)高温和紫外线都可以杀菌消毒,其原因是;
(2)碳酸氢钠是一种常见的疏松剂,在加热条件下产生气体,使食品变的疏松的原理是(用化学方程式表示)。
用中和滴定法测定烧碱的纯度,若烧碱中含有少量不与酸作用的可溶性杂质,试根据实验回答:
(1)准确称取4.1g烧碱样品。
(2)将样品配成250mL待测液,需要的仪器有小烧杯、玻璃棒、、胶头滴管。
(3)用量取10mL待测液于中(填仪器名称),并滴加几滴甲基橙作指示剂。
(4)用0.2010 mol·L-1标准盐酸滴定待测烧碱溶液,滴定时手旋转式滴定管的玻璃活塞,手不停地摇动锥形瓶,两眼注视锥形瓶内溶液颜色的变化,直到滴定终点,滴定终点时锥形瓶内溶液的PH约为,达到终点的具体现象是:。
(5)若两次实验滴定的数据如下表:
滴定次数 |
待测液体积(mL) |
标准盐酸体积(mL) |
|
滴定前读数(mL) |
滴定后读数(mL) |
||
第一次 |
10.00 |
0.50 |
20.4 |
第二次 |
10.00 |
4.00 |
24.1 |
据上表数据,计算待测烧碱溶液的浓度:。
(6)根据上述各数据,计算烧碱的纯度:
(7)滴定时,滴定管尖嘴部分滴定前有气泡,滴定终了无气泡,测定结果将_______(填偏高、偏低或无影响,其它操作均正确)。