【解析】(1)步骤1:将一定量的碱式碳酸铜置于烧杯中，向烧杯中加入N2H4的水溶液，边搅拌边加热，有大量的气体生成和红色铜析出，根据氧化还原反应的规律，Cu元素化合价降低，则N元素化合价升高，根据题意应该生成氮气，反应的化学方程式为CuCO3?Cu(OH)2+N2H4 =2Cu+N2↑+3H2O+ CO2↑，故答案为：CuCO3?Cu(OH)2+N2H4 =2Cu+N2↑+3H2O+ CO2↑； (2)步骤2 中铜与氧气在硫酸溶液中反应生成硫酸铜，反应的离子方程式为2Cu+ O2+4H+=2Cu2++ H2O，故答案为：2Cu+ O2+4H+=2Cu2++ H2O； (3)步骤3 中加入过量KI，可以增大I的浓度，使Cu+I率，故答案为：增大I-的浓度，提高Cu2+的转化率； (4)n(Na2S2O3)=0.2000mol/L×0.03000L=0.0060mol，根据2Cu2++5I-2+-2-2+-2+-CuI↓+I3平衡正向移动，提高Cu的转化-2+2CuI↓+I3-，I3-+2S2O32-=S4O62-+3I-。有2Cu~I3~2S2O3，则n(Cu)= n(Na2S2O3)= 0.0060mol，因此红色粉末中铜的质量为0.0060mol×64g/mol×=1.9200g，铜的质量分数为×100%=97. 96%，故答案为：97. 96%。 19. 某实验兴趣小组用如下两种方法制取氮气。 已知:活性炭可用于吸附水中的絮状沉淀。 （1）方法一所发生反应的化学方程式为_________________。 （2）检验方法一反应后所得溶液中是否含有NH4+的实验方法是_________________。 （3）方法二被冰水冷却的U 型管中所得物质是_________________，用冰水冷却的目的是_________________。 （4）方法一与方法二相比所具有的优点是_________________。 （5）方法一和方法二中均需用到NH4Cl，NH4Cl的溶解度随温度变化的曲线如右图所示,工业NH4Cl固体中含有少量的FeCl2，可通过如下实验来提纯:将工业NH4Cl固体溶于水，_________,调节溶液的pH为4~5，向溶液中加入活性炭，将溶液加热浓缩，________获得纯净的NH4Cl固体。（实验中可供选择的试剂有:双氧水、KMnO4溶液） - 13 -
【答案】 (1). NH4Cl+ NaNO2NaCl+N2↑+2H2O (2). 向试管中加入少量反应后所得溶液，向其中加入足量NaOH浓溶液，加热，若产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含有NH4+，若试纸不变蓝，则溶液中不含有NH4+ (3). 氨水 (4). 将未反应的氨气冷却，加大氨气在水中的溶解度 (5). 装置及操作简单、所得氮气纯净、原料的利用率高 (6). 加入足量的双氧水 (7). 趁热过滤，将溶液冷却到0℃，过滤，低温干燥 【解析】(1)方法一中氯化铵和亚硝酸钠反应生成氮气，氯化钠和水，反应的化学方程式为NH4Cl+ NaNO2NaCl+N2↑+2H2O，故答案为：NH4Cl+ NaNO2NaCl+N2↑+2H2O； (2)氨气的水溶液显碱性，可以借助于湿润红色石蕊试纸检验溶液中是否含有NH4+，具体方法为：向试管中加入少量反应后所得溶液，向其中加入足量NaOH浓溶液，加热，若产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含有NH4+，若试纸不变蓝，则溶液中不含有NH4+，故答案为：向试管中加入少量反应后所得溶液，向其中加入足量NaOH浓溶液，加热，若产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含有NH4，若试纸不变蓝，则溶液中不含有NH4+； (3)方法二中生成的氨气通过碱石灰干燥后，干燥的氨气与氧化铜在加热时反应生成铜，氮气和水，被冰水冷却的U 型管中所得物质是氨水，用冰水冷却可以将未反应的氨气冷却，加大氨气在水中的溶解度，故答案为：氨水；将未反应的氨气冷却，加大氨气在水中的溶解度； (4)方法一与方法二相比所具有的优点是装置及操作简单、所得氮气纯净、原料的利用率高，故答案为：装置及操作简单、所得氮气纯净、原料的利用率高； (5)工业NH4Cl固体中含有少量的FeCl2，提纯时，需要将氯化亚铁首先氧化为氯化铁，为了不引入杂质，可以选用双氧水，然后调节pH，使铁离子水解沉淀除去，再将NH4Cl溶液，加热浓缩，由于氯化铵的溶解度受温度的影响较大，需要趁热过滤，然后冷却到0℃结晶，过滤，低温干燥即可，故答案为：加入足量的双氧水；趁热过滤，将溶液冷却到0℃，过滤，低温干燥。 20. 除去空气中的二氧化硫和氨氧化物气体对环境保护有重要意义。 （1）二氧化硫易溶于水，溶于水后所得溶液中H2SO3、HSO3-和SO32- 占三种粒子总数的比例随pH的变化如下图所示。由图可知H2SO3 的电离平衡常数Ka1=____________。 - 14 -
+ （2）利用尿素[CO（NH2）2]水解的溶液可以吸收含SO2 的空气。已知尿素水解放热，常温下水解反应较慢，水解的反应方程式如下:CO（NH2）2+H2O=H2NCOONH4（氨基甲酸铵）。 ①氨基甲酸铵会与空气中的SO2 和O2 反应生成（NH4）2SO4,该反应的化学方程式为__________。 ②一定条件下,用尿素溶液吸收含SO2 的空气，测得SO2 的吸收率随溶液的温度变化如图甲所示。温度高于60 ℃时，SO2 的吸收率逐渐升高的原因是_____________。 ③尿素溶液吸收SO2 的吸收率随溶液的pH变化如图乙所示。尿素溶液吸收含SO2的空气后溶液的pH会降低，为提高SO2 的吸收率和充分回收产物，最好向溶液中加入_____（填溶液的名称）并控制pH 为_______。 （3）一种电化学脱硝法的原理如图所示。 ①电解池阴极所发生的电极反应为_____________。 ②相同条件下通入的污染气和生成的X 的体积比为40 :3,污染气中NO 和NO2 占总体积的10%，若NaClO完全反应，污染气中NO和NO2 被完全吸收且其余气体不参与反应，则NO和NO2 的体积比为________。 【答案】 (1). 10-1.87 (2). 2H2NCOONH4+2SO2+O2+2H2O=2（NH4）2 SO4+2CO2↑ (3). 温度升高，尿素水解生成氨基甲酸铵更快 (4). 氨水 (5). 6 (6). 2H2O +2e- =H2↑+2OH- (7). 1:3 【解析】(1)根据图像，在pH=1.87是，c(HSO3-)= c(H2SO3)，H 2SO3 的电离平衡常数Ka1= - 15 -
= c(H)=10+-1.87，故答案为：10-1.87； (2)①氨基甲酸铵(H2NCOONH4)会与空气中的SO2 和O2 反应生成(NH4)2SO4，H2NCOONH4被氧化为二氧化碳，反应的化学方程式为2H2NCOONH4+2SO2+O2+2H2O=2(NH4)2 SO4+2CO2↑，故答案为：2H2NCOONH4+2SO2+O2+2H2O=2(NH4)2 SO4+2CO2↑； ②尿素水解放热，常温下水解反应较慢，水解的反应方程式如下:CO(NH2)2+H2O=H2NCOONH4(氨基甲酸铵)，温度升高，尿素水解生成氨基甲酸铵加快，使得SO2 的吸收率升高，故答案为：温度升高，尿素水解生成氨基甲酸铵更快； ③尿素溶液吸收SO2 的吸收率随溶液的pH变化如图乙所示。尿素溶液吸收含SO2的空气后溶液的pH会降低，根据图像，溶液的pH≥6使，SO2 的吸收率较高，因此需要控制在6左右，需要加入碱性物质调节溶液的pH，为了不引入新杂质，可以选用氨水调节，故答案为：氨水；6； (3)①根据图示，电解氯化钠和氢氧化钠的混合溶液，阳极上溶液中的氯离子放电生成次氯酸根离子，阴极上溶液中的氢离子(水电离生成的)放电生成氢气，因此阴极的电极反应为2H2O +2e =H2↑+2OH，故答案为：2H2O +2e- =H2↑+2OH-； --..................... 点睛：本题考查了化学反应原理的多个知识，涉及电离平衡常数的计算、化学平衡图像的识别与应用、电解原理的应用和计算等。在涉及氧化还原反应的计算时，要能够根据得失电子守恒或化合价升降守恒解题。本题的易错点为(3)②的计算，要根据图像知道NO和NO2 的氧化产物为硝酸钠。 21. 一定条件下，苯甲酸可实现如下转化: （1）Mn2+基态核外电子排布式为________。 （2）B、C、O、K 的第一电离能由小到大的顺序是________。 （3）1mol苯甲酸分子含有δ键的数目为________，苯甲醇分子中O原子的轨道杂化类型为____。 - 16 -
