【化学】江苏省海安高级中学2018-2019学年高一6月月考试题(解析版)
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江苏省海安高级中学2018-2019学年高一6月月考试题
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,考试用时90分钟。
注意事项:
1.考生务必在答题纸姓名栏内写上自己的姓名、准考证号等,并用2B铅笔涂写在答题卡上。
2.每小题选出正确答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题号的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。不能答在试题卷上。II卷答案填写在答题卡相应位置。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 Cl 35.5 Si 28
Ⅰ卷(选择题)
单项选择题:(本题包括10小题,每小题2分,共计20分。每小题只有一个选项符合题意。)
1.下列物质不属于天然高分子化合物的是( )
A. 淀粉 B. 油脂 C. 蛋白质 D. 纤维素
【答案】B
【解析】淀粉、蛋白质、纤维素属于天然高分子化合物;油脂相对分子质量较小,不属于高分子化合物,故选B。
2.下列有关物质性质的叙述正确的是( )
A. 二氧化硫能使紫色石蕊溶液变红但不褪色 B. 氯水久置后,漂白性和酸性均减弱
C. 常温下,铁片不能与浓硝酸发生反应 D. 植物油酸性条件下水解生成肥皂
【答案】A
【解析】A.二氧化硫为酸性氧化物,并且不能漂白指示剂,所以二氧化硫能使紫色石蕊溶液变红不褪色,故A正确;
B.新制氯水久置后为盐酸溶液,所以氯水久置后漂白性减弱、酸性增强,故B错误;
C.常温下,铁片与浓硝酸发生钝化生成致密的氧化膜,钝化属于化学变化,故C错误;
D.油脂在碱性条件下的水解才能生成肥皂,酸性条件下水解得到甘油和高级脂肪酸,故D错误;
答案选A。
3.可逆反应进行到一定程度时,反应物、生成物浓度均不再改变这是因为( )
A. 反应停止了 B. 某种反应物已完全反应
C. 正反应速率和逆反应速率相等 D. 反应物和生成物的物质的量相等
【答案】C
【解析】A.化学平衡状态是动态平衡,正逆反应速率相等,但不等于0,故A错误;
B.反应是可逆反应不能进行彻底,故B错误;
C.可逆反应进行到一定程度时,反应物浓度不再减少,生成物浓度不再增加,反应达到化学平衡状态,正逆反应速率相同,故C正确;
D.反应物和生成物的物质的量是否相等与起始量以及转化量有关,反应达到平衡状态反应物和生成物的物质的量不一定相等,故D错误;
答案选C。
4.短周期主族元素W、R、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的原子半径是周期表中所有元素中最小的,R是地壳中含量最多的元素,X与W同主族,Y的最外层电子数是最内层电子数的 3倍。下列说法正确的是( )
A. 原子半径:R<Y<Z
B. 简单氢化物的热稳定性:Z>Y
C. R与Y只能形成一种化合物
D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>Z
【答案】B
【解析】
【分析】W的原子半径是周期表中所有元素中最小的,应为H元素;R是地壳中含量最多的元素,则R为O元素,X与W同主族,且原子序数大于O,应为Na元素;Y是最外层电子数是最内层电子数的3倍,原子序数大于O,则Y为S元素;短周期主族元素W、R、X、Y、Z的原子序数依次增大,则Z为Cl元素,结合元素周期律分析解答。
【详解】根据上述分析,W为H元素,R为O元素,X为Na元素,Y为S元素,Z为Cl元素。
A.同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,同一主族自上而下,原子半径逐渐增大,则原子半径O<Cl<S,即R<Z<Y,故A错误;
B.非金属性Cl>S,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,则简单氢化物的热稳定性:Z>Y,故B正确;
C.O与S可形成二氧化硫、三氧化硫等化合物,故C错误;
D.非金属性Cl>S,元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物酸性越强,则最高价氧化物的水化物酸性:Y<Z,故D错误;
答案选B。
5.下列各组物质反应(表内物质均为反应物),反应刚开始时,放出H2的速率最大的是( )
编号
金属(粉末状)
酸的浓度
酸的体积
反应起始温度
A
0.1mol Zn
6mol/L HNO3
10mL
50℃
B
0.1mol Fe
3mol/L H2SO4
20mL
30℃
C
0.1mol Zn
3mol/L H2SO4
10mL
30℃
D
0.1mol Zn
3mol/L HCl
40mL
30℃
【答案】C
【解析】硝酸和锌反应不生成氢气,所以排除A选项。锌的金属性比铁的强,所以在外界条件相同的情况下,锌比铁的反应速率快,因此C>B;在相同的条件下,氢离子的浓度越大,化学反应速率越快,因此C>D,故选C。
6.下列离子方程式书写正确的是( )
A. FeO溶于稀硝酸:FeO+2H+Fe2+ +H2O
B. H2SO4溶液中加少量Ba(OH)2 溶液:SO42-+H+ + OH- +Ba2+BaSO4↓+H2O
C. Ca(HCO3)2溶液中加入过量烧碱:Ca2++HCO3-+OH-CaCO3↓+H2O
D. 酸性碘化钾溶液露置于空气中:4I-+O2+4H+2I2+2H2O
【答案】D
【解析】A.硝酸具有强氧化性,FeO溶于稀硝酸中发生氧化还原反应:3FeO+NO3-+10H+3Fe3++5H2O+NO↑,故A错误;
B.Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应,离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO42-BaSO4↓+2H2O,故B错误;
C.Ca(HCO3)2溶液中加入过量烧碱,反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水,正确离子方程式为:Ca2++2HCO3-+2OH-CaCO3↓+CO32-+2H2O,故C错误;
D.酸性碘化钾溶液露置于空气中,发生氧化还原反应,该反应的离子方程式为4I-+O2+4H+2I2+2H2O,故D正确;
答案选D。
7.下列反应中,既属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是( )
A. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
B. 铝与稀盐酸
C. 灼热的炭与CO2反应
D. 甲烷与O2的燃烧反应
【答案】C
【解析】A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应为吸热反应,但该反应中各元素的化合价没有发生变化,不属于氧化还原反应,故A不选;
B.铝与稀盐酸反应为放热反应,且该反应中Al元素的化合价升高,H元素的化合价降低,属于氧化还原反应,故B不选;
C.灼热的炭与CO2反应为吸热反应,且该反应中碳元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应,故C选;
D.反应中C和O元素的化合价发生变化,为氧化还原反应,物质的燃烧属于放热反应,故D不选;
答案选C。
8.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A. NaClO(aq) HClO(aq) Cl2(g)
B. Al(s) NaAlO2(aq) Al(OH)3(s)
C. Fe(s) Fe2O3(s) FeCl3(aq)
D. N2(g) NO(g) HNO3(aq)
【答案】B
【解析】A.NaClO溶液中通入二氧化碳生成HClO,HClO分解生成氧气和HCl,不生成氯气,故A错误;
B.Al与NaOH反应生成偏铝酸钠,偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳生成氢氧化铝沉淀,物质间转化均能实现,故B正确;
C.Fe与水蒸气高温反应生成四氧化三铁,不生成氧化铁,故C错误;
D.氮气与氧气放电生成NO,NO与水不反应,不能转化为硝酸,故D错误;
答案选B。
9.下列化学方程式书写正确的是( )
A.
B. CH2=CH2+Br2CH3CHBr2
C.
D.
【答案】A
【解析】A.乙烯在催化剂条件下生成聚乙烯,化学方程式为,选项A正确;B.乙烯含有碳碳双键,与Br2发生加成反应,生成1,2-二溴乙烷,方程式为:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,选项B错误;C.苯与浓硝酸在浓硫酸、加热条件下在50℃~60℃发生硝化反应,生成硝基苯和水,反应为:+HNO3+H2O,选项C错误;D.乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,该反应为可逆反应,方程式为:CH3COOH+C2H5OHCH3COOCH2CH3+H2O,选项D错误;答案选A。
10.下列关于有机物的说法中,正确的一组是( )
①“乙醇汽油”是在汽油里加入适量乙醇而成的一种燃料,它是一种新型化合物
②汽油、柴油和植物油都是碳氢化合物,完全燃烧只生成CO2和H2O
③石油的分馏、煤的气化和液化都是物理变化
④淀粉和纤维素水解的最终产物都是葡萄糖
⑤将ag铜丝灼烧成黑色后趁热插入乙醇中,铜丝变红,再次称量质量等于ag
A. ①③ B. ②④ C. ②⑤ D. ④⑤
【答案】D
【解析】①“乙醇汽油”是乙醇和汽油的混合物,而不是化合物,故①错误;
②汽油、柴油均是烃的混合物,故是碳氢化合物组成;但植物油属于酯类,属于烃的衍生物,故②错误;
③石油的分馏无新物质生成,是物理变化;煤的气化是用煤生产CO和氢气,煤的液化是用煤生产甲醇,故均为化学变化,故③错误;
④淀粉和纤维素均为多糖,均能水解且水解的最终产物都是葡萄糖,故④正确;
⑤铜丝在醇的催化氧化反应中作催化剂,故反应前后质量不变,即反应前后质量均为ag,故⑤正确;
正确的有④⑤,故选D。
不定项选择题:本题包括5小题,每小题4分,共计20分。每小题只有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该题得0 分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分。
11.制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中,需对过滤出产品的母液(pHH2S (6). H2O分子间存在氢键 (7). 非极性 (8). 3d54s1 (9). sp2 (10). 7mol (11). O (12). NH2-
【解析】
【分析】D只有-1价,则D为F元素;C只有-2价,C为O元素;G、H均含有+7价和-1价,则G为Cl元素,H为Br元素;F有+6价和-2价,原子半径比H小,比G大,则F为S元素;E的单质是一种常见的半导体材料,E的原子序数比S小,则E为Si元素;A的主要化合价为+1价,原子序数比F小,原子半径也比F小,则A为H元素;B有+5和-3价,原子半径略比C大,则B为N元素,据此分析解答。
【详解】根据上述分析,A为H元素,B为N元素,C为O元素,D为F元素,E为Si元素,F为S元素,G为Cl元素,H为Br元素。
(1)元素H与O的原子个数比为1:1的化合物为过氧化氢,为共价化合物,电子式为,故答案为:;
(2)同一周期,从左到右,元素的第一电离能逐渐增大,但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素,元素B、C、D的第一电离能由大到小的顺序为F>N>O,故答案为:F>N>O;
(3)元素C、F形成的阴离子FC32-为SO32-,S的价层电子对数=3+=4,采用sp3杂化,空间构型为三角锥形,故答案为:三角锥形;
(4) 非金属性越强,对应氢化物越稳定,非金属性Cl>Br,则元素G、H的气态氢化物的稳定性由强到弱顺序为HCl>HBr,故答案为:HCl>HBr;
(5)水分子间能够形成氢键,导致沸点升高,元素C、F的气态氢化物沸点由高到低的顺序为H2O>H2S,故答案为:H2O>H2S;H2O分子间存在氢键;
(6)元素E的氢化物(SiH4)与甲烷的结构相似,为正四面体结构,正负电荷重心重合,属于非极性分子,故答案为:非极性;
(7)铬为24号元素,基态原子价电子排布式为3d54s1,故答案为:3d54s1;
(8) 尿素[H2NCONH2]分子中,中心原子为碳,价电子数为4,形成C=O和2个C-N键,形成3个σ键,没有孤电子对,采用sp2杂化;一分子尿素中含σ键的数目为3+2×2=7,故1mol尿素分子中,σ键为7mol,故答案为:sp2;7 mol;
(9) [Fe(H2O)6]Cl3中的配体水H2O,O原子上含有孤电子对,与Fe3+形成配位键的原子是水分子中的O原子;与H2O互为等电子体的一种阴离子可能为NH2-,故答案为:O;NH2-。
17.有关物质的转化关系如图所示(部分生成物和反应条件已略去)。D、F、G、H均为常见气体,其中D能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,G呈黄绿色,H在空气中含量最高;C的摩尔质量为32g·mol-1;E为难溶性碱。
(1)C的化学式为_________;
(2)A的电子式为_________;
(3)写出反应①的离子方程式_______________;
(4)写出反应②的化学方程式________________。
【答案】(1). SiH4 (2). (3). Mg2+ +2Cl-+2H2OMg(OH)2↓ +H2↑ +Cl2↑ (4). 8NH3+3Cl26NH4Cl +N2
【解析】
【分析】D能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D为NH3,G呈黄绿色,G为Cl2,H在空气中含量最高,H为N2,氯气和氨气反应生成氮气和A,A在一定条件下可以转化为氨气,则A为氯化铵(NH4Cl),E为难溶性碱,由转化关系可知,E为Mg(OH)2,B应为MgCl2,则F为H2;C的摩尔质量为32g•mol-1,由转化关系可知,C中含有Si元素,则C为SiH4。据此分析解答。
【详解】(1)由以上分析可知C为SiH4,故答案为:SiH4;
(2)A为NH4Cl,电子式为,故答案为:;
(3)反应①为氯化镁溶液的电解,反应的离子方程式为Mg2++2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+Mg(OH)2↓,故答案为:Mg2++2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+Mg(OH)2↓;
(4)反应②为氯气和氨气的反应,反应的化学方程式为8NH3+3Cl2N2+6NH4Cl,故答案为:8NH3+3Cl2N2+6NH4Cl。
18.乙烯是来自石油的重要有机化工原料,其产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平。结合以下路线回答:
已知:2CH3CHO+O22CH3COOH
(1)上述路线中裂解属于____变化(填“物理”或“化学”)。反应I的反应类型____。
CH2=CH-COOH中官能团的名称_____。D为高分子化合物,可以用来制造多种包装材料。CH3CH=CH2也可以发生类似反应V的反应,其产物结构简式是___。
(2)写出反应II的化学方程式____。
(3)E是有香味的物质,在实验室中可用如图装置制取。
①试管乙中所盛装的试剂为_____。
②反应IV的化学方程式是_____。若要把制得的产物分离出来,应采用的实验操作是____。
(4)根据乙烯和乙酸的结构及性质进行类比,关于有机物CH2=CH-COOH的说法正确的是___。
A.与CH3COOH互为同系物
B.可以与NaHCO3溶液反应放出CO2气体
C.在一定条件下可以发生酯化、加成、氧化反应
【答案】(1). 化学 (2). 加成 (3). 羧基、碳碳双键 (4). (5). 2CH3CH2OH + O2 2CH3CHO + 2H2O (6). 饱和碳酸钠 (7). C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O (8). 分液 (9). BC
【解析】
【分析】乙烯含有碳碳双键,与水发生加成反应生成A,A为CH3CH2OH,乙醇发生催化氧化生成B,B为CH3CHO,乙醛进一步发生氧化反应生成C,C为CH3COOH,乙酸与乙醇发生酯化反应生成E,E为CH3COOCH2CH3,D为高分子化合物,乙烯发生加聚反应生成D为,据此分析解答。
【详解】(1)裂解是由长链转化为短链,发生碳链断裂,属于化学变化;反应I是乙烯与水发生的加成反应;CH2=CH-COOH中的官能团有碳碳双键和羧基;CH3CH=CH2发生加聚反应,产物的结构简式为,故答案为:化学;加成;羧基、碳碳双键;;
(2)反应II是乙醇氧化生成乙醛,反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O,故答案为:2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O;
(3)①实验室制备的乙酸乙酯中含有乙酸和乙醇杂质,需要通过饱和碳酸钠溶液除去杂质,试管乙中所盛装的试剂为饱和碳酸钠溶液,故答案为:饱和碳酸钠;
②反应Ⅳ为乙酸和乙醇在浓硫酸作催化剂、加热条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,反应化学方程式为CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O,乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中不溶,会分层,可以采用分液的方法分离,故答案为:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O;分液;
(4)A.CH2=CH-COOH和CH3COOH结构不同,所含官能团不同,不属于同系物,故A错误;B.CH2=CH-COOH中含有羧基,能和碳酸氢钠反应生成二氧化碳,故B正确;C.CH2=CH-COOH含有碳碳双键,能发生加成反应和氧化反应,含有羧基能发生取代反应(或酯化反应),故C正确;故选BC。
19.氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
(1)在700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2 > t1):
反应时间/min
0
t1
t2
n(CO)/mol
1.20
0.80
0.80
①反应在t1min内的平均速率:v(H2)=____mol·L-1·min-1。
②t2时刻,该反应的正反应速率___逆反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上,其反应原理示意图如图。
①该电池供电时,____能转化为____能。
②写出该电池供电时的总反应方程式________。
③电极b上发生______反应(“氧化”或“还原”)。
④在外电路中,电子流动的方向为________。
(3)镁铝合金(Mg17Al10)是一种潜在的贮氢材料,可在氩气保护下,将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al10+17H217MgH2+10Al。得到的混合物Y(17MgH2+10Al)在一定条件下可释放出氢气。
①镁铝合金的熔点比金属镁的熔点______。(填“高”或“低”)
②在6.0 mol·L-1 HCl溶液中,混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17Al10完全吸氢后得到的混合物Y与足量上述盐酸完全反应,释放出H2的物质的量为______。
【答案】(1). 0.2/t1 (2). 等于 (3). 化学 (4). 电 (5). 2H2+O22H2O (6). 还原 (7). 由a到b (8). 低 (9). 49
【解析】
【分析】(1)①根据表格数据首先计算v(CO),再根据速率之比=化学计量数之比计算v(H2);②反应在t2时刻为平衡状态;
(2)氢氧燃料电池中,氢气易失电子发生氧化反应,所以通入氢气的电极a是负极,氧气易得电子发生还原反应,所以通入氧气的电极b是正极,电流由正极电极b通过导线流向负极电极a,据此分析解答;
(3)①合金的熔点比成分金属的熔点低;②释放出的H2 包括Mg17Al12吸收的氢,还包括镁、铝和盐酸反应生成的氢气。
【详解】(1)①根据表格数据,反应在t1min时达到平衡状态,v(CO)==mol·L-1·min-1,则v(H2)=v(CO)=mol·L-1·min-1,故答案为:;
②根据表格数据t2时刻为平衡状态,反应的正反应速率等于逆反应速率,故答案为:等于;
(2)①燃料电池中,将化学能转化为电能,故答案为:化学;电;
②氢氧燃料电池的总反应式为2H2+O22H2O,故答案为:2H2+O22H2O;
③氢氧燃料电池中通入氧气的电极b是正极,发生还原反应,故答案为:还原;
④在原电池中电子从负极沿导线流向正极,a是负极、b是正极,则电子由电极a通过导线流向电极b,故答案为:由a到b;
(3)①合金的熔点比成分金属的熔点低,因此镁铝合金的熔点比金属镁的熔点低,故答案为:低;
②根据反应方程式,1molMg17Al10完全吸氢17mol,在盐酸中会全部释放出来,镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成H2,生成氢气的物质的量分别为17mol、10×=15mol,则生成氢气一共(17+17+15)mol=49mol,故答案为:49mol。
20.以红土镍矿(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等)为原料,获取净水剂黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]和纳米镍粉的部分工艺流程如下:
已知:Fe3+在pH约为3.7时可完全转化为Fe(OH)3,Fe2+在pH约为9时可完全转化为Fe(OH)2
(1)工业上常将“过滤Ⅰ”的滤液和滤渣洗涤液合并,其目的是____。
(2)“氧化”过程发生的离子方程式为___。
(3)“沉铁”过程中加入碳酸钠调节溶液的pH至2,碳酸钠过多会导致生成的沉淀由黄钠铁钒转变为_____(填化学式)。
(4)向“过滤Ⅱ”所得滤液(富含Ni2+)中加入N2H4·H2O,在不同浓度氢氧化钠溶液中反应,含镍产物的XRD图谱如图所示(XRD图谱可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。欲制得高纯纳米镍粉最适宜的NaOH的浓度为____。写出该条件下制备纳米镍粉同时生成N2的离子方程式:_____。
(5)不同NaOH浓度下,产物Ni的含量不同,可能的原因是_____。
【答案】(1). 为提高镍、铁元素的利用率 (2). 2H++2Fe2++ClO-2Fe3++Cl-+H2O (3). Fe(OH)3 (4). 0.015mol·L-1 (5). N2H4·H2O+2Ni2++4OH-2Ni↓+N2↑+5H2O (6). 碱性越强,N2H4·H2O的还原性越强
【解析】
【分析】红土镍矿(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等)加入硫酸酸浸,酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+,另含有少量Fe2+、Fe3+等,滤渣中含有二氧化硅;加入NaClO将亚铁离子氧化为铁离子,加入碳酸钠溶液调节溶液的pH,使铁离子全部沉淀,得到净水剂黄钠铁矾,过滤后的滤液中再加入碳酸钠沉淀镍离子得NiCO3,将NiCO3经处理可得到Ni,据此分析解答。
【详解】(1)工业上常将“过滤Ⅰ”的滤液(含有Ni2+,另含有少量Fe2+、Fe3+),滤渣洗涤液合并,可提高镍、铁元素的利用率,故答案为:提高镍、铁元素的利用率;
(2)加入NaClO将亚铁离子氧化为铁离子,反应的离子方程式为2H++2Fe2++ClO-2Fe3++Cl-+H2O,故答案为:2H++2Fe2++ClO-2Fe3++Cl-+H2O;
(3)碳酸钠过多,溶液碱性过强,则会导致生成的沉淀由黄钠铁钒转变为Fe(OH)3,故答案为:Fe(OH)3;
(4)由图象可知,当氢氧化钠浓度为0.015 mol•L-1时,可制得高纯纳米镍粉,方程式为N2H4•H2O+2Ni2++4OH-2Ni↓+N2↑+5H2O,故答案为:0.015 mol•L-1;N2H4•H2O+2Ni2++4OH-2Ni↓+N2↑+5H2O;
(5)根据(4)的反应可知,N2H4·H2O具有还原性,碱性越强,N2H4•H2O的还原性越强,导致不同NaOH浓度下,产物Ni的含量不同,故答案为:碱性越强,N2H4•H2O的还原性越强。
21.废水中过量的氨氮(NH3和NH4+)会导致水体富营养化。某科研小组用NaClO氧化法处理氨氮废水。已知:①HClO的氧化性比NaClO强;②NH3比NH4+更易被氧化;③国家标准要求经处理过的氨氮废水pH要控制在6~9。
(1)pH=1.25时,NaClO可与NH4+反应生成N2等无污染物质,该反应的离子方程式为________。
(2)进水pH对氨氮去除率和出水pH的影响如图所示
①进水pH为1.25~2.75范围内,氨氮去除率随pH升高迅速下降的原因是_______
②进水pH为2.75~6.00范围内,氨氮去除率随pH升高而上升的原因是______
③进水pH应控制在______左右为宜。
(3)为研究空气对NaClO氧化氨氮的影响,其他条件不变,仅增加单位时间内通入空气的量,发现氨氮去除率几乎不变。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在溶液中溶解度比较小 d.空气中的N2进入溶液中
【答案】 (1). 3ClO-+2NH4+N2↑+3Cl-+3H2O+2H+(或3HClO+2NH4+N2↑+3Cl-+3H2O+5H+) (2). 随着pH升高,NaClO含量增大,氧化性能降低,导致氨氮去除率下降 (3). 随着pH升高,氨氮废水中NH3含量增大,氨氮更易被氧化 (4). 1.50 (5). abc
【解析】
【分析】
(1)pH=1.25时,NaClO可与NH4+反应生成N2等无污染物质,次氯酸根离子被还原为氯离子和水,结合电荷守恒、电子守恒、原子守恒配平书写离子方程式;
(2)①进水pH为1.25~2.75范围内,结合HClO的氧化性比NaClO强分析解答;②进水pH为2.75~6.00范围内结合NH3比NH4+更易被氧化分析解答;③根据图象结合废水排放标准分析判断;
(3)其他条件不变,仅增加单位时间内通入空气的量,发现氨氮去除率几乎不变,说明O2氧化氨氮速率比NaClO慢,比次氯酸钠氧化性弱,溶液中溶解的氧气少等原因。
【详解】(1)pH=1.25时,NaClO可与NH4+反应生成N2等无污染物质,次氯酸根离子被还原为氯离子,结合电荷守恒、电子守恒、原子守恒配平书写离子方程式:3ClO-+2NH4+N2↑+3Cl-+3H2O+2H+,故答案为:3ClO-+2NH4+N2↑+3Cl-+3H2O+2H+;
(2)①进水pH为1.25~2.75范围内,随着pH升高,HClO含量降低,NaClO的含量升高,由于HClO的氧化性比NaClO强,NaClO含量增大,氧化性能降低,导致氨氮去除率下降,故答案为:随着pH升高,NaClO含量增大,氧化性能降低,导致氨氮去除率下降;
②进水pH为2.75~6.00范围内,随着pH升高,氨氮废水中氨气含量增大,由于NH3比NH4+更易被氧化,使得氨氮更易被氧化,故答案为:随着pH升高氨氮废水中氨气含量增大,氨氮更易被氧化;
③根据图示,结合国家标准要求经处理过的氨氮废水pH要控制在6~9,进水pH应控制在1.50左右,氨氮去除率会较大,处理过的氨氮废水pH在6左右,符合排放标准,故答案为:1.50;
(3)研究空气对NaClO氧化氨氮的影响,其他条件不变,仅增加单位时间内通入空气的量,发现氨氮去除率几乎不变。其原因可能是:O2的氧化性比NaClO弱、O2氧化氨氮速率比NaClO慢、O2在溶液中溶解度比较小,故答案为:abc。