含N元素的部分物質(zhì)對(duì)環(huán)境有影響。含NO、NO2的廢氣會(huì)引起空氣污染,含NO-2、NO-3、NH+4的廢水會(huì)引起水體富營(yíng)養(yǎng)化,都需要經(jīng)過(guò)處理后才能排放。消除含氮化合物對(duì)大氣和水體的污染是環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。
(1)利用電化學(xué)裝置可消除氮氧化物污染,變廢為寶。
①化學(xué)家正在研究尿素動(dòng)力燃料電池直接去除城市廢水中的尿素,既能產(chǎn)生凈化的水,又能發(fā)電,尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示:
甲的電極反應(yīng)式為 CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+;理論上每?jī)艋?mol尿素,消耗O2的體積約為 33.633.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
②圖為電解NO制備N(xiāo)H4NO3的裝置。該裝置中陰極的電極反應(yīng)式為 NO+5e-+6H+=NH+4+H2ONO+5e-+6H+=NH+4+H2O;“反應(yīng)室”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 NH3+H+=NH+4NH3+H+=NH+4。
(2)工業(yè)上用電解法治理亞硝酸鹽對(duì)水體的污染,模擬工藝如圖所示,寫(xiě)出電解時(shí)鐵電極的電極反應(yīng)式 Fe-2e-=Fe2+Fe-2e-=Fe2+。隨后,鐵電極附近有無(wú)色氣體產(chǎn)生,可能原因是 生成的亞鐵離子將溶液中的NO-2還原成N2生成的亞鐵離子將溶液中的NO-2還原成N2。
(3)工業(yè)上以鈦基氧化物涂層材料為陽(yáng)極,碳納米管修飾的石墨為陰極,電解硝酸鈉和硫酸鈉混合溶液,可使NO-3轉(zhuǎn)變?yōu)?div dealflag="1" class="MathJye" mathtag="math">NH+4
NO
-
2
NO
-
3
NH
+
4
N
H
+
4
N
H
+
4
N
H
+
4
N
H
+
4
N
O
-
2
N
O
-
2
NO
-
3
NH
+
4
NH
+
4
NH
+
4
Cl-在陽(yáng)極上失去電子生成Cl2,氯氣具有強(qiáng)氧化性,可將氧化成N2,使溶液中氮元素的含量明顯降低
N
H
+
4
Cl-在陽(yáng)極上失去電子生成Cl2,氯氣具有強(qiáng)氧化性,可將氧化成N2,使溶液中氮元素的含量明顯降低
。N
H
+
4
【答案】CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+;33.6;NO+5e-+6H+=+H2O;NH3+H+=;Fe-2e-=Fe2+;生成的亞鐵離子將溶液中的還原成N2;Cl-在陽(yáng)極上失去電子生成Cl2,氯氣具有強(qiáng)氧化性,可將氧化成N2,使溶液中氮元素的含量明顯降低
N
H
+
4
N
H
+
4
N
O
-
2
N
H
+
4
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/10/11 14:0:2組卷:114引用:3難度:0.5
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1.飽和甘汞電極(Hg-Hg2Cl2)常被用作參比電極測(cè)定某電極的電極電位,其內(nèi)部構(gòu)造如圖所示,在測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)后,才可以標(biāo)出被測(cè)電極的電極電位。當(dāng)甘汞電極與鋅電極共同插入ZnCl2溶液中構(gòu)成原電池時(shí),下列說(shuō)法不正確的是( )
發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:13引用:1難度:0.5 -
2.pH計(jì)是測(cè)量溶液pH的儀器,常用pH計(jì)的H+濃度指示電極為玻璃電極,其結(jié)構(gòu)如圖所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)將玻璃電極(作負(fù)極)和飽和甘汞電極(作參照電極)一起插入待測(cè)液中組成電池,根據(jù)所形成原電池的電壓即可得出溶液pH,某pH計(jì)的測(cè)量電壓與待測(cè)溶液pH關(guān)系為E(V)=0.2+0.059pH。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:17引用:1難度:0.7 -
3.飽和甘汞電極(Hg-Hg2Cl2)因其電動(dòng)勢(shì)穩(wěn)定,常被用作參比電極,其內(nèi)部構(gòu)造如圖所示,當(dāng)甘汞電極與鋅共同插入ZnCl2溶液中構(gòu)成原電池時(shí),下列說(shuō)法正確的是( )
發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:17引用:1難度:0.9
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