高中化学磷填空题

氨气是一种重要的化工产品，工业上可以按照下图所示流程生产氨气：

（1）原料气之一氮气的工业制取方法是               ，写出氨气的工业用途（任答一点）              。
（2）写出合成塔中发生的反应的化学反应方程式             。在冷却塔中对混合气体进行冷却，冷水的入口       （答m或n）。
（3）设备C的作用               。其分离器中的过程对整个工业合成氨的意义              （试结合平衡移动原理回答）。
（4）在原料气制备过程中混有 CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的 CO，可通过如下反应来实现：CO(g)+H₂O(g）CO₂ (g)+ H₂ (g)，已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化超过80%，则起始物中c(H₂O)：c(CO)不低于         （精确到小数点后一位）。

(14分）氮、磷及其化合物在科研及生产中均有着重要的应用。
（1）某课外学习小组欲制备少量NO气体，写出铁粉与足量稀硝酸反应制备NO的离子方程式：      。
（2）LiFePO₄是一种新型动力锂电池的电极材料。
①下图为某LiFePO₄电池充、放电时正极局部放大示意图，写出该电池放电时正极反应方程式：      。

②将LiOH、FePO₄·2H₂O（米白色固体）与还原剂葡萄糖按一定计量数混合，在N₂中高温焙烧可制得锂电池正极材料LiFePO₄。焙烧过程中N₂的作用是      ；实验室中以Fe³⁺为原料制得的FePO₄·2H₂O有时显红褐色，FePO₄·2H₂O中混有的杂质可能为      。
（3）磷及部分重要化合物的相互转化如图所示。

①步骤Ⅰ为白磷的工业生产方法之一，反应在1300℃的高温炉中进行，其中SiO₂的作用是用于造渣（CaSiO₃），焦炭的作用是      。
②不慎将白磷沾到皮肤上，可用0.2mol/L CuSO₄溶液冲洗，根据步骤Ⅱ可判断，1molCuSO₄所能氧化的白磷的物质的量为      。
③步骤Ⅲ中，反应物的比例不同可获得不同的产物，除Ca₃(PO₄）₂外可能的产物还有      。

HNO₃与金属反应时，还原产物可能是NO₂、NO、N₂O、N₂和NH₃中的一种或几种。某同学取一定量的Al、Fe混合物，与2.0L极稀的HNO₃充分反应，假设HNO₃的还原产物全部为铵盐。在反应后的溶液中，逐滴加入4mol/L的NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积与产生的沉淀的物质的量的关系如图所示。分析图像回答问题：

（1）与HNO₃反应后Fe元素的化合价是      。
（2）DE段发生反应的离子方程式为：          。
（3）B点对应的沉淀的物质的量为      mol.
（4）原硝酸溶液的物质的量浓度为      mol/L.

实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低，最低可以还原到－3价。某同学取一定量的铁铝合金与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入4 mol·L^－1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。试回答下列问题：

（1）请写出该合金中铁与硝酸反应的离子方程式                。
（2）图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为                。
（3）在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为            。
（4）B与A的差值为           mol。
（5）B点对应的沉淀的物质的量为        mol，C点对应的氢氧化钠溶液的体积为_____ mL。

工业制硝酸经以下一系列反应：

请回答：
（1）写出反应④的化学方程式             ，实验室收集NO的方法是           。
（2）对于氮的化合物，下列说法不正确的是（选填序号字母）      。
a．氨可用作制冷剂
b．铵态氮肥一般不能与碱性化肥共同使用
c．硝酸可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等
d．某浓硝酸中含有溶质2mol，标准状况下，该浓硝酸与足量的铜完全反应能生成1mol NO₂
（3）已知：H₂（g）＋1/2 O₂（g）＝H₂O（g）  △H₁＝-241．8kJ/mol
N₂（g）＋ 3H₂（g）＝2NH₃（g）  △H₂＝-92．0kJ/mol
则34g氨气与氧气反应生成N₂（g）与H₂O（g）时，△H＝      kJ/mol。
（4）氨气在微生物的作用下与氧气反应生成HNO₂，写出该反应的化学方程式           。
（5）氨气是氮肥工业的重要原料，某化肥厂生产铵态氮肥（NH₄）₂SO₄的部分工艺流程如下：

向装有CaSO₄悬浊液的沉淀池中先通氨气，再通CO₂的原因（请从溶解度和溶解平衡角度分析）             。

雾霾天气严重影响人们的生活，氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾的主要原因之一。
Ⅰ.将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
（1）某同学测得该样本所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度列出下表：（若缺少的离子用H⁺或OH^－补充）：

离子	K^+	Na^+	NH4^+	SO3^2-	NO3^-	Cl^-
浓度/mol•L^-1	7×10^-6	3×10^-6	2×10^-5	3×10^-5	5×10^-5	2×10^-5

根据表中数据判断该试样的pH=_______；该表有一处笔误，请你指正_____________________。
Ⅱ.消除氮氧化物和硫化物有多种方法。
【方法一 】：工业上变“废”为宝，吸收工业尾气SO₂和NO，可获得Na₂S₂O₄（连二亚硫酸钠）和NH₄NO₃产品的流程图如图1（Ce为铈元素）：

（2）装置Ⅰ中的主要反应的离子方程式为_____________________________。
（3）装置Ⅲ可以使Ce⁴⁺中再生，若用甲烷燃烧电池电解该装置中的溶液，当消耗24g甲烷时，理论上可再生______________mol Ce⁴⁺。
（4）利用喷雾干燥法脱硫工艺是除去SO₂的常见方法，先将含SO₂的废气溶于水，再用饱和石灰浆吸收，
该温度下，吸收液中c(Ca²⁺)一直保持为0.70mol/L，已知Ksp(CaSO₃)=1.4×10^-7.求吸收液中的SO₃^2－的浓度_____________。（结果保留2位有效数字）
【方法二 】：NH₃催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．反应原理如图2所示：

（5）图乙是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氢率，由图综合考虑可知最佳的催化剂和相应的温度分别为____________。
（6）用Fe做催化剂时，在氨气足量的情况下，不同=1：1脱氢效果最佳．已知生成11.2L N₂（标）反应放出的热量为QkJ，此时对应的脱氢反应的热化学方程式为_____________________。
【方法三 】用活性炭还原法可以处理氮氧化物。
反应原理：1/2C(s)+NO(g)1/2N₂(g)+1/2CO₂(g) △H=-QkJ/mol
在T1℃时，反应进行到不同的时间测得各物质的浓度如下：

（7）T₁℃时，该反应的平衡常数K=_________________________。
（8）30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是______。

磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca₃(PO₄)₂等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
（1）白磷(P₄)可由Ca₃(PO₄)₂、焦炭和SiO₂在电炉中高温(～1550℃)下通过下面三个反应共熔得到。
①4Ca₃(PO₄)₂(s)+10C(s)＝12CaO(s)+2P₄(s)+10CO₂(g）ΔH₁=＋Q₁kJ·mol^-1
②CaO(s)+SiO₂(s)＝CaSiO₃(s） ΔH₂=－Q₂ kJ·mol^-1
③CO₂ (g)＋C(s)＝2CO(g)    ΔH₃=＋Q₃kJ·mol^-1
已知：CaSiO₃的熔点(1546℃)比SiO₂低。
写出由磷酸钙矿制取白磷总的反应方程式____________。
（2）白磷在热的浓氢氧化钾溶液中歧化得到一种次磷酸盐(KH₂PO₂)和一种气体         （写化学式）。
（3）磷的重要化合物NaH₂PO₄可通过H₃PO₄与NaOH溶液反应获得。工业上为了使反应的主要产物是NaH₂PO₄，通常将pH控制在         之间(已知磷酸的各级电离常数为：K₁ = 7.1×10⁻³   K₂ = 6.3×10⁻⁸    K₃ =4.2×10⁻¹³  lg7.1≈0.9  lg6.3≈0.8  lg4.2≈0.6) 。Na₂HPO₄溶液显碱性，若向其溶液中加入足量的CaCl₂溶液，溶液则显酸性，其原因是                 (用离子方程式表示)。
（4）白磷中毒后可用CuSO₄溶液解毒，解毒原理可用下列化学方程式表示：
11P ₄+60CuSO₄+96H₂O= 20Cu₃P+24H₃PO₄+60H₂SO₄
60molCuSO₄能氧化白磷的物质的量是          。

HNO₂是一种弱酸，且不稳定，易分解生成NO和NO₂；它能被常见的强氧化剂氧化；在酸性溶液中它也是一种氧化剂，如能把Fe^2＋氧化成Fe^3＋。AgNO₂是一种难溶于水、易溶于酸的化合物。试回答下列问题：
（1）人体正常的血红蛋白含有Fe^2＋。若误食亚硝酸盐(如NaNO₂)，则导致血红蛋白中的Fe^2＋转化为Fe^3＋而中毒，服用维生素C可解毒。下列叙述不正确的是________(填序号)。
A．亚硝酸盐被还原                    B．维生素C是还原剂
C．维生素C将Fe^3＋还原为Fe^2＋           D．亚硝酸盐是还原剂
（2）下列方法中，不能用来区分NaNO₂和NaCl的是________(填序号)。
A．测定这两种溶液的pH
B．分别在两种溶液中滴加甲基橙
C．在酸性条件下加入KI—淀粉溶液来区别
D．用AgNO₃和HNO₃两种试剂来区别
（3）某同学把新制的氯水加到NaNO₂溶液中，观察到氯水褪色，请写出反应的离子方程式：_____________           。
（4） Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO₄。若用反应所得的酸性溶液，将Fe^2＋转化为Fe^3＋，要求产物纯净，可选用的最佳试剂是________(填序号)。
a．Cl₂    b．Fe     c．H₂O₂    d．HNO₃
（5）若FeSO₄和O₂的化学计量数比为2∶1，试配平下列方程式：       FeSO₄＋       K₂O₂  →         K₂FeO₄＋      K₂O＋       K₂SO₄＋        O₂↑，当转移了1.5N_A个电子时，在标况下可收集到         升氧气。
（6）高铁酸钾(K₂FeO₄₎是一种新型、高效的绿色水处理剂，高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是______________________        。

（1）联氨（N₂H₄）是一种高能燃料。工业上可以利用氮气和氢气制备联氨。
已知：N₂（g）+2H₂（g）=N₂H₄（l） △H=" +" 50.6kJ·mol^-1； 2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l） △H="-571.6" kJ·mol^-1
则①N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l） △H=    kJ·mol^-1
②N₂（g）+2H₂（g）=N₂H₄（l） 不能自发进行的原因是    。
③用次氯酸钠氧化氨，可以得到N₂H₄的稀溶液，该反应的化学方程式是     。
（2）在纳米钴的催化作用下，N₂H₄可分解生成两种气体，其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图所示，则N₂H₄发生分解反应的化学方程式为     。

（3）N₂H₄与亚硝酸反应可生成氮的另一种氢化物，在标准状况下，该氢化物气体的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977。该氢化物受撞击后可完全分解为两种单质气体。该氢化物分解的化学方程式为    。
（4）氨氧化法制硝酸工业尾气中的NO、NO₂气体可用氨水吸收，反应方程式为6NO＋4NH₃===5N₂十6H₂O，6NO₂＋8NH₃===7N₂＋12H₂O。若尾气中NO和NO₂共18 mol被氨水完全吸收后，产生了15.6 mol N₂，则此尾气中NO与NO₂的体积比为      。

连二次硝酸(H₂N₂O₂)是一种二元酸，可用于制N₂O气体。
（1）连二次硝酸中氮元素的化合价为_____________________。
（2）常温下，用0．01mol·L^-1的NaOH溶液滴定10mL0．01mol·L^-1的H₂N₂O₂溶液，测得溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。

①写出H₂N₂O₂在水溶液中的电离方程式：______________。
②b点时溶液中c(H₂N₂O₂)_____（填“＞”、“＜”或 “＝”，下同）c(N₂O₂^2-)。
③a点时溶液中c(Na⁺)____c(HN₂O₂^-)+c(N₂O₂^2-)。
（3）硝酸银溶液和连二次硝酸钠溶液混合，可以得到黄色的连二次硝酸银沉淀，向该分散系中滴加硫酸钠溶液，当白色沉淀和黄色沉淀共存时，分散系中=______。[已知K_sp(Ag₂N₂O₂)=4．2×10^-9，K_sp(Ag₂SO₄)=1．4×10^-5]

化学与环境密切相关．近年来雾霾问题已成为百姓所关注的主要问题，今年入秋以来，我国大部分地区更是“霾伏”四起，部分地区持续出现中度至重度霾，环境治理刻不容缓。回答下列问题：
（1）下列有关说法正确的是              
A．光化学烟雾是氮氧化物与碳氢化合物受紫外线作用后产生的有毒烟雾
B．PH小于7的雨水都是酸雨
C．PM2.5含量的增加是形成雾霾天气的重要原因之一
D．大气中CO₂含量的增加会导致臭氧空洞的加剧
（2）某化学实验小组测得某地区的雾霾中可能含有如下几种无机离子：Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、SO₄^2﹣、NO₃^﹣、Cl^﹣．对该地区雾霾处理后获得试样溶液进行了如下的实验：

已知：3NO₃^﹣+8Al+5OH^﹣+18H₂O═3NH₃↑+8[Al（OH）₄]^﹣
请回答下列问题：
①试样溶液加入过量NaOH溶液后生成沉淀Ⅰ的化学式是                ．生成气体Ⅰ的离子方程式为                    ，检验该气体的方法是                     。
②根据实验结果，推测出雾霾中一定含有的离子有             ，若要确定原试样溶液存在的其它阴离子，可在试样溶液中先加入足量的         溶液，再取上层清液加入          溶液。
（3）若该实验小组测得另一地区雾霾试样中可能含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2﹣、Cl^﹣、NO₃^﹣中的几种．①若加入锌粒，排空法收集到无色无味气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间关系如图所示．则下列说法不正确的是       

A．溶液中一定不含CO₃^2﹣，可能含有SO₄^2﹣和Cl^﹣
B．溶液中n（Mg²⁺）=0.1mol
C．溶液中的阴离子的物质的量为0.35mol 
D．n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）=1：1：1

氮元素是地球大气中含量最多的元素。
（1）氮元素和碳元素一样也存在一系列氢化物并有广泛应用。例如：NH₃、N₂H₄、N₃H₅、N₄H₆……。
①写出该系列氢化物的通式：              。
②N₄H₅Cl的同分异构体有       种。
（2）NH₃、OH^－、H₂O结合质子(H^＋)的能力由强到弱的顺序是           ，其理由用两个反应的离子方程式表示为NH₄^＋＋OH^－= NH₃＋H₂O和                  。
（3）在碱性介质中，用N₂H₄与NO₂可组合制成燃料电池，产物中无污染物，试写出该电池正极的电极反应式                      。
（4）①CaCO₃和适量稀HNO₃溶液反应时，每产生4.4g气体（不考虑气体溶解），放热a kJ，则该反应的热化学方程式为___________________。
②上述反应至无气泡逸出后，取适量残留溶液，插入pH传感器并逐滴滴入碳酸钠溶液，测得pH变化曲线如图所示。

请用离子方程式表示B－C段发生的反应：                       。

合成氨反应是化学上最重要的反应：
（1）合成氨原料气中的氢气可利用天然气(主要成分为CH₄)在高温、催化剂作用下与水蒸气反应制得，反应中每生成2 mol CO₂吸收316kJ热量，该反应的热化学方程式是_______________________，该方法制得的原料气中主要杂质是CO₂，若用K₂CO₃溶液吸收，该反应的离子方程式是________________。
（2）已知N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) ΔH<0。下图是当反应器中按n(N₂)∶n(H₂)＝1∶3投料后，在200 ℃、400 ℃、600 ℃下，反应达到平衡时，混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线。

①曲线a对应的温度是________。
②关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是________(填序号)

A．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系为K(M)＝K(Q) ＞K(N)

B．加催化剂能加快反应速率但H2的平衡转化率不变

C．相同压强下，投料相同，达到平衡消耗时间关系为c>b>a

D．由曲线a可知，当压强增加到100 MPa以上，NH3的物质的量分数可达到100%

③N点时c(NH₃)＝0.2 mol·L^－1，N点的化学平衡常数K＝_________________(精确到小数点后两位)。
（3）合成氨工业中含氨废水的处理方法之一是电化学氧化法，将含氨的碱性废水通入电解系统后，在阳极上氨被氧化成氮气而脱除，阳极的电极反应式为______________________。
（4）NH₃可以处理NO₂的污染，方程式如下： NO₂＋ NH₃N₂＋ H₂O（未配平）当转移0.6 mol电子时，消耗的NO₂在标准状况下是        L。

氮是一种重要的元素，在很多物质中都含有它的身影。
I．在9.3胜利日阅兵活动中，我国展示了多款导弹，向世界展示了我们捍卫和平的决心和能力。偏二甲肼【(CH₃)₂NNH₂】是一种无色易燃的液体，常与N₂O₄作为常用火箭推进剂，二者发生如下化学反应：
(CH₃)₂NNH₂ (l )+2N₂O₄ (l)=2CO₂ (g)+3N₂(g)+4H₂O(g)
（1）该反应（Ⅰ）中氧化剂是_____________。
（2）火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：N₂O₄ (g)  2NO₂ (g)，一定温度下，该反应的焓变为ΔH。现将2 mol NO₂ 充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_________。

若在相同温度下，将上述反应改在体积为2L的恒容密闭容器中进行，平衡常数____________（填“增大”“不变”或“减小”），反应4min后N₂O₄的物质的量为0.8mol，则0~4min内的平均反应速率v（NO₂）=_________________。
II．硝酸铵（NH₄NO₃）是一种重要的铵盐，它的主要用途作肥料及工业用和军用炸药。在25℃时，将1mol 硝酸铵溶于水，溶液显酸性，原因是                   （用离子方程式表示）。向该溶液滴加50mL氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将__________（填“正向”“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为___________mol·L^-1。（NH_3·H₂O的电离平衡常数K_b=2×10^-5 mol·L^-1）

以天然气为原料合成氨是当下主流合成氨方式，其过程简示如下：

（1）甲烷脱硫的主要目的是                                。
（2）甲烷一次转化发生反应：CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g）   。在20L的密闭容器中充入CH₄(g)、H₂O(g)各1mol,CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图。压强P₁      （选填＞、＜、=）P₂；若3min后在150℃、压强为P₂时达到平衡，平均反应速率v(H₂)=           。

（3）传统的化学脱碳法是用热碳酸钾溶液洗气，用什么方法可以使洗气后的碳酸钾溶液再生以循环使用？                                   。
铜洗能较彻底脱碳脱硫。醋酸亚铜溶于过量氨水形成的铜洗液，可吸收H₂S、O₂、CO、CO₂等，该铜洗液吸收CO₂的化学方程式：                                    。
（4）n(N₂）：n(H₂)="1" : 3原料气进入合成塔，控制反应条件之外采取什么措施提高原料气利用率？                                                                    。
（5）NaCl、NaBr、NaI混合溶液中滴入AgNO₃溶液至c(Ag⁺)=0.07 mol·L^-1，溶液中浓度比
c(Cl^-)：c(Br^-)：c(I^-）=        ：       ：1。

	AgCl	AgBr	AgI
Ksp	2×10^-10	5×10^-13	1×10^-16