资源简介

专题4　化学科学与人类文明
1．你能写出金属活动性顺序中的内容吗？铁能否置换出CuSO4溶液中的“铜”？
提示：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au。能，反应方程式为Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
2．中学化学中常见的三大强酸是哪些？它们电离出的阳离子都是什么？
提示：HCl、H2SO4、HNO3；H＋
3．中学化学中常见的强碱有哪些？它们电离出的阴离子都是什么？
提示：NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等；OH－
4．工业上制取金属钠是电解熔融氯化钠还是电解食盐水？
提示：电解熔融氯化钠。
[新知探究]
探究1　在地壳中含量最高的金属元素是铝，为什么铝的发现和使用比铁、铜要晚呢？
提示：金属的发现和使用与金属的活泼性密切相关，金属越活泼，其相应的金属阳离子得电子的能力越弱，冶炼难度越大。铝是一种非常活泼的金属，用一般的还原剂很难将其还原，工业上采用最强有力的氧化还原手段——电解法进行冶炼，而铜和铁用一般的还原剂就可以达到目的，所以铝的发现和使用比铜和铁要晚得多。
探究2　哪位化学家建立了原子论？人工合成的哪种物质彻底动摇了“生命力论”？
提示：道尔顿；尿素。
探究3　NaHSO4溶液是强酸性，Na2CO3溶液是碱性，那么NaHSO4是酸，Na2CO3是碱吗？
提示：NaHSO4不是酸，Na2CO3不是碱，二者均是盐。
[必记结论]
1．人类开发、利用金属
(1)常见金属Cu、Sn、Fe、Al开发利用从早到晚的顺序为Cu、Sn、Fe、Al。
(2)金属的冶炼：
①冶炼实质：金属离子金属原子；
②冶炼依据：金属的活动性不同，冶炼方法不同；
③冶炼方法：电解法、热还原法、热分解法及富集法。
2．化学科学理论的建立与发展
(1)19世纪：
①以道尔顿原子论、分子结构和原子价键理论为中心内容的经典原子分子论的建立。
②1869年门捷列夫发现了元素周期律。
③质量作用定律的提出奠定了化学反应的动力学基础。
④尿素的人工合成，彻底动摇了“生命力论”。
(2)20世纪：
①化学家鲍林提出了氢键理论和蛋白质分子的螺旋结构模型，为DNA分子双螺旋结构模型的提出奠定了基础。
②扫描隧道显微镜的发展，实现了对原子或分子的操纵。
3．人类对酸、碱理论认识的发展
(1)阿伦尼乌斯电离学说
(2)酸、碱质子理论：
②实例
由此可知HCO属于酸碱两性物质。
[成功体验]
1．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平，下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于(　　)
A．金属的化合价高低
B．金属的活动性强弱
C．金属的导电性强弱
D．金属在地壳中的含量多少
解析：选B　活动性越小的金属，其化合态越易被还原，越易被冶炼成单质。
2．根据酸碱质子理论，下列说法不正确的是(　　)
A．所有的弱酸根都是碱
B．弱酸酸式根既是酸又是碱
C．一种物质不可能既是酸又是碱
D．氢氧根是碱
解析：选C　弱酸的电离是可逆的，其逆反应就是弱酸根或弱酸酸式根与氢离子的结合生成弱酸的反应，因为能够结合氢离子，所以它们都是碱，A选项正确；同时，弱酸酸式根还可以进一步电离出氢离子，所以它又是酸，B选项正确；既能给出质子又能接受质子的物质既是酸又是碱，故C选项错误；OH－＋H＋H2O，D项正确。
[新知探究]
探究1　工业上如何制备金属钠，如何制备氢氧化钠？依据教材P95资料卡填写下列空白。
惰性电极电解熔融NaCl与电解NaCl水溶液：
　　探究2　哈伯等人于20世纪初发明的合成氨技术，使世界粮食产量增长近一倍，你知道合成氨的反应原理是什么？利用合成氨技术能否将原料完全转化成产品？
提示：N2＋3H22NH3；不能，原因是该反应为可逆反应。
探究3　阿司匹林的结构简式为，阿司匹林分子结构中含有的官能团是什么？它能否与乙醇发生酯化反应？
提示：酯基、羧基；能与乙醇发生酯化反应。
[必记结论]
1．利用电解原理制造新物质
(1)钠的制取：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
(2)烧碱的制备：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
2．增产粮食
3．合成农药
(1)DDT：残留毒性，对环境危害大。
(2)发展方向：研制高效、低残毒、能够被生物降解的新型农药。
4．合成药物
(1)阿司匹林：
①结构简式：
(2)青霉素：能抑制或杀死金黄色的葡萄球菌。
[成功体验]
3．我国著名化学家侯德榜在20世纪40年代所创立的“侯氏制碱法”誉满全球，其中的“碱”指的是(　　)
A．氢氧化钠　　　　　　　　B．碳酸钠
C．碳酸氢钠 D．碳酸钾
解析：选B　此“碱”是由“纯碱”俗名而来，Na2CO3俗名纯碱，是盐类、非碱类。
———————————————[关键语句小结]————————————————
1．酸碱质子理论认为，凡能给出质子的物质为酸；凡能接受质子的物质为碱，若物质既能给出质子，又能接受质子可称之为酸碱两性物质。
2．金属的三种冶炼方法：(1)电解法(金属活动性顺序表中K～Al)；(2)热还原法(Zn～Cu)；(3)热分解法(Hg、Ag)。
3．电极反应(惰性电极电解NaCl溶液)：(1)阴极反应：2H＋＋2e－Cl2↑；(3)总电解方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。
4．工业生产中4个重要反应：
(1)合成氨：N2＋3H22NH3；
(2)制硫酸：2SO2＋O22SO3
(3)制硝酸：4NH3＋5O24NO＋6H2O；
(4)制纯碱：NaCl＋CO2＋NH3＋H2ONaHCO3↓＋NH4Cl。
1．金属冶炼的方法
2．实例
(1)电解法：
2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
(2)热还原法：
H2＋CuOCu＋H2O
3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr
(3)热分解法：
2HgO2Hg＋O2↑
2Ag2O4Ag＋O2↑
[例1]　[双选]下列说法正确的是(　　)
A．有些活泼金属，如铝可作热还原法的还原剂
B．用电解NaCl溶液的方法来冶炼金属钠
C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝
D．回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物
解析：选AD　铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如2Al＋Cr2O32Cr＋Al2O3，A项正确；电解NaCl溶液不能得到金属钠，应该用电解熔融NaCl的方法制取，B项错；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来，应该用电解熔融Al2O3的方法制备，C项错；D项正确。
(1)热还原法的分类：
(2)热还原法的优缺点：
①用H2作还原剂时，生成产物H2O在高温下以水蒸气的形式蒸发出去，使制得的金属纯度较高，但成本也较高。
②用CO作还原剂冶炼金属时，CO一般在冶炼炉中通过下列反应生成：C＋O2高温,CO2，CO2＋C高温,2CO，所以用CO还原法冶炼得到的金属中混有杂质C，纯度不高。
③用C作还原剂冶炼得到的金属往往混有焦炭和含碳化物，得不到纯度较高的金属。
④用铝热反应冶炼金属，克服了被冶炼金属及其氧化物熔点高、难冶炼的问题，但是成本较高。
下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是(　　)
冶炼原理
方法
A
2HgO2Hg＋O2↑
热分解法
B
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
电解法
C
Cu2S＋O22Cu＋SO2
热分解法
D
Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
热还原法
解析：选C　活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法冶炼，不活泼金属Hg、Ag利用热分解法冶炼，故A、B、D正确，C错误。
化学科学的建立和发展，使人类从只能利用自然界中存在的物质，逐渐发展到学会设计、制备具有特定性能的物质。以下为一些物质工业生产的化学原理。
(1)氯碱工业：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。
(2)硫酸：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，
2SO2＋O22SO3，
SO3＋H2O===H2SO4。
(3)硝酸：N2＋3H22NH3
4NH3＋5O24NO＋6H2O，
2NO＋O2===2NO2，
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
(4)酚醛树脂：
(5)聚乙烯：。
(6)纯碱：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===
NaHCO3↓＋NH4Cl，
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
[例2]　(江苏高考)NaCl 是一种化工原料，可以制备一系列物质，如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．25 ℃时，NaHCO3在水中的溶解度比 Na2CO3的大
B．石灰乳与 Cl2 的反应中，Cl2 既是氧化剂，又是还原剂
C．常温下干燥的 Cl2 能用钢瓶贮运，所以 Cl2 不与铁反应
D．图中所示转化反应都是氧化还原反应
解析：选B　A项，25 ℃时，NaHCO3在水中的溶解度比 Na2CO3小，故不正确；C项，氯气与铁在加热或潮湿的环境下易反应，干燥和常温环境下反应速率较慢，不正确；D项，制备碳酸氢钠和碳酸氢钠分解的反应不是氧化还原反应，故不正确。
以NaCl为原料的化工生产的反应原理
(1)2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑；
(2)H2＋Cl22HCl；
(5)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
　(1)工业上能否用H2与Cl2混合点燃的方法制取HCl，再使HCl溶于水制得盐酸？
(2)标准状况下11.2 L Cl2与足量Ca(OH)2反应，转移电子的物质的量是多少？
提示：(1)不能，原因是H2、Cl2混合点燃易发生爆炸，应该使用纯净的H2在Cl2中燃烧的方法制取HCl，再使HCl溶于水可得盐酸。
(2)0.5 mol
1．化学真正成为一门科学并较快发展，始于(　　)
A．舍勒发现氧气
B．质量守恒定律的发现
C．原子—分子论的问世
D．中国湿法冶金术的推广
解析：选C　原子—分子论的建立才使人们对物质变化有了本质的认识。
2．金属冶炼的目的是(　　)
A．把金属化合物还原为金属单质
B．把金属单质变为氧化物
C．除去金属中的杂质
D．把电能转变为化学能
解析：选A　金属冶炼的目的是将金属化合物还原为金属单质。
3．根据酸碱质子理论，下列物质既属于酸又属于碱的是(　　)
A．硫酸氢钠　　　　　　　　B．氨气
C．乙醇 D．水
解析：选D　既属于酸又属于碱的物质，必须是既能电离出H＋，又能接受H＋。
4．下列金属冶炼的反应原理，错误的是(　　)
解析：选B　冶炼金属镁采用电解法，即
MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。
5．食盐是一种与人类生活最密切的物质之一。以食盐为原料可以制取金属钠、氯气、氢气、烧碱等宝贵的化学用品和化工原料。
(1)写出工业制备金属钠的化学方程式：_____________________________。
(2)电解____________可制得烧碱、氢气和氯气，这称为__________工业。写出该工业的电极方程式及总化学方程式：阳极：__________________；阴极：____________________；总反应式：_____________________。
(3)我国著名的化工专家侯德榜发明的“联合制碱”法也是以食盐为基础原料的，该方法首先向饱和食盐水中先通入NH3，再通入CO2气体，析出NaHCO3晶体，化学方程式为________________________________________________________________________；
将析出的NaHCO3晶体灼烧即得纯碱，化学方程式为
________________________________________________________________________。
解析：电解熔融的NaCl可得Na和Cl2，电解饱和NaCl溶液可得Cl2、H2和NaOH，向饱和NaCl的氨水溶液中通入CO2，可析出NaHCO3晶体，过滤后加热NaHCO3可得纯碱。
答案：(1)2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
(2)饱和食盐水　氯碱　2Cl－－2e－===Cl2↑
2H＋＋2e－===H2↑　
2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(3)NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NH4Cl＋NaHCO3↓
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
1．人类使用材料的增多和变化，标志着人类文明的进步。下列材料与化学制备无关的是(　　)
A．石器　　　　　　　　B．青铜器
C．铁器 D．高分子材料
解析：选A　只有石器不需经过化学过程而能直接用原始材料雕琢加工。石器也是最原始的工具。
2．下列关于化学发展史上重大事件的描述不正确的是(　　)
A．19世纪初，阿伏加德罗提出了原子学说
B．1774年，法国科学家拉瓦锡通过实验证明空气是由O2和N2组成的
C．17世纪末，英国化学家波义耳又提出了酸、碱的定义
D．1869年，俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律
解析：选A　原子学说于19世纪，由道尔顿首先提出。
3．化学在工业生产方面有着广泛的应用，主要通过技术创新和改进，生产各种化学品。在下列化工生产中，发生的主要反应不涉及化学变化的是(　　)
A．石油分馏　　　　　　　B．乙烯制聚乙烯
C．工业冶炼铁 D．从海水中提取镁
解析：选A　只有石油分馏是物理变化，乙烯制聚乙烯发生加聚反应，CO还原氧化铁，海水中所含的Mg2＋通过一系列化学反应制得固体MgCl2，再经过电解熔融MgCl2可制取镁，在这些过程中均涉及化学变化。
4．热还原法冶炼金属的反应一定是(　　)
A．氧化还原反应 B．置换反应
C．复分解反应 D．分解反应
解析：选A　热还原法是将正价金属还原为零价，一定是氧化还原反应，但不一定是置换反应，例如CO还原氧化铁就不是置换反应。
5．下列化工生产原理正确的是(　　)
A．可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠
B．可以将钠加入到氯化镁饱和溶液中制取镁
C．用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝
D．可用热还原法冶炼金属汞
解析：选A　钠可以和氯化镁饱和溶液中的水反应，但不能将镁置换出来。电解法冶炼铝所用的原料为氧化铝。Hg是金属活动性顺序表中排在Cu之后的金属，应用热分解法冶炼。
6．将5.6 g铁粉投入盛有100 mL 2 mol/L稀硫酸的烧杯中，2 min时铁粉刚好溶解完全。如果反应前后溶液的体积不变，则该反应的平均速率可表示为(　　)
A．v(Fe)＝0.5 mol/(L·min)
B．v(H2SO4)＝1 mol/(L·min)
C．v(H2)＝0.5 mol/(L·min)
D．v(FeSO4)＝0.5 mol/(L·min)
解析：选D　由铁与H2SO4反应方程式：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，可知2 min时稀硫酸过量，铁粉刚好溶解，以反应中铁的质量为基础求算该反应的平均速率：v(H2SO4)＝v(FeSO4)＝＝0.5 mol/(L·min)，又因铁粉为固体，浓度为常数，氢气为气体，不在溶液中，故仅D项正确。
7．广东中山大学能源与环境材料研究所通过负载化技术，将二氧化碳制成聚合塑料，这一技术已达国际水平。下列相关说法正确的是(　　)
A．二氧化碳塑料与干冰是同一种物质
B．二氧化碳塑料与干冰都是纯净物
C．用工业废弃物二氧化碳生产塑料，不会产生白色污染并有助于缓解温室效应
D．二氧化碳塑料能在空气中燃烧
解析：选C　CO2塑料是一种高分子材料，与干冰不是同一种物质且高分子材料都为混合物，故A、B两项错误，CO2塑料不能在空气中燃烧，D项错误。
8．下列对可逆反应的认识中正确的是(　　)
A．SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr与2HBr＋H2SO4(浓)===Br2＋SO2↑＋2H2O互为可逆反应
B．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
C．SO2与过量的O2发生反应2SO2＋O22SO3，经过足够长的时间后最终SO2全部转化为SO3
D．SO2与氧气完全反应生成2 mol SO3，放出Q kJ的热量，那么SO3分解生成2 mol SO2与1 mol O2应吸收Q kJ的热量
解析：选D　可逆反应发生的条件应相同，故A、B两项错误；可逆反应不能进行彻底，因此无论多长时间SO2都不能全部转化为SO3，两边的反应物与生成物在反应体系中均不能为0，所以C项错误；根据能量守恒定律知，D项正确。
9．下列物质在冶炼金属的过程中，需加入还原剂的是(　　)
A．HgO　　B．Al2O3　　C．Fe2O3　　D．Ag2O
解析：选C　HgO、Ag2O利用热分解法冶炼，Al2O3利用电解法冶炼Al，Fe2O3应加入还原剂利用热还原法冶炼铁。
10．钠多以资源丰富的NaCl为原料来制备，下列方法中能够制备出金属钠的是(　　)
A．加热NaCl晶体
B．用金属钾置换出NaCl溶液中Na＋
C．电解NaCl溶液
D．电解熔融的NaCl
解析：选D　电解熔融的NaCl可以获得金属Na；而电解NaCl溶液得到的是氯气、氢气和氢氧化钠。
11.右图为铜－锌－稀硫酸构成的原电池示意图，下列说法错误的是(　　)
A．锌为负极，电子由锌片通过导线流向铜片
B．铜为正极，溶液H＋移向正极
C．铜为正极，Cu片上发生氧化反应
D．一段时间后，溶液的pH增大
解析：选C　Cu片上发生反应2H＋＋2e－===H2↑，为还原反应。
12．有关工业合成氨N2＋3H22NH3的叙述错误的是(　　)
A．N2是氧化剂，H2是还原剂
B．1 mol N2和3 mol H2组成的原料气发生反应生成2 mol NH3
C．催化剂只能改变反应的速率，不能提高N2的转化率
D．工业合成氨属于人工固氮
解析：选B　N元素的化合价从0价降低到－3价，H元素的化合价从0价升高到＋1价，所以氮气作氧化剂，氢气作还原剂，A项正确；该反应为可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不能完全反应生成2 mol NH3，B项错误；催化剂同等程度的改变正、逆反应的速率，转化率不变，C项正确；固氮是指把游离态的氮转变为化合态氮的过程，D项正确。
13．NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质，除食用外，它还是一种工业原料，下列以NaCl为原料的产品(或物质)是(　　)
①烧碱　②纯碱　③金属钠　④氯气　⑤盐酸
A．①②③④⑤　　　　B．①②③④
C．①②③⑤ D．①②④⑤
解析：选A　从海水中得到的氯化钠，可作化工原料，工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。化学方程式分别为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑，2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，Cl2＋H22HCl。
14．[双选]如图为阳离子交换膜法(只允许阳离子通过)电解饱和食盐水原理示意图，下列说法不正确的是(　　)
A．从E口逸出的气体是Cl2
B．从D口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性
C．标准状况下每生成22.4 L Cl2，便产生2 mol NaOH
D．粗盐水中含Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO等离子，精制时先加Na2CO3溶液
解析：选AD　Na＋向阴极区迁移，H＋在阴极上发生还原反应产生H2，A项错误；在阴极电解水，水导电能力弱，加入少量氢氧化钠增强其导电性，B项正确；根据电解方程式2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑知，n(Cl2)＝＝1 mol，生成1 mol Cl2必生成2 mol NaOH，C项正确；精制食盐时，要先加入过量BaCl2溶液除去SO，过量的BaCl2用Na2CO3溶液除去，若先加Na2CO3溶液，后加入BaCl2溶液，则过量的Ba2＋不能除去，D项错误。
15．工业上常用电解熔融氯化钠的方法制取金属钠和氯气，试回答下列问题：
(1)金属钠在________极上产生。
(2)写出产生Cl2的电极反应方程式：____________________。
(3)该反应________(填“是”或“不是”)离子反应，如果是，请写出该反应的离子方程式___________________________________________________________________________(如不是，则此空不填)。
(4)为何不采用电解食盐水来制取Na?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：离子反应发生的前提条件是电解质必须电离出自由移动的离子 ，氯化钠在熔融状态下能够电离出自由移动的Na＋和Cl－，所以该反应是离子反应。阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极反应为2Na＋＋2e－===2Na，总反应为2Na＋＋2Cl－2Na＋Cl2↑。由金属活动性顺序表知，H＋的氧化性大于Na＋，在NaCl溶液中存在H＋，因此Na＋不会参与反应。
答案：(1)阴　(2)2Cl－－2e－===Cl2↑
(3)是　2Na＋＋2Cl－2Na＋Cl2↑
(4)NaCl溶液中含有H＋，H＋氧化性大于Na＋，因此Na＋不会得电子生成Na
16．钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注。常温下，钛不和非金属、强酸反应；红热时，却可与常见的非金属单质反应。钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛矿石之一称金红石(TiO2)，目前大规模生产钛的方法是：
(1)第一步：金红石、燃炭粉混合，在高温条件下通入Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体，该反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
该反应的还原剂是________________________。
第二步：在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛，此反应的化学方程式是____________________________________________。
(2)简述由上述所得产物中获取金属钛的步骤_______________________________________________________________________________。
解析：TiO2(金红石)与炭粉及Cl2在高温下反应生成TiCl4及可燃性气体，由元素守恒判断该可燃性气体为CO；TiCl4与镁在加热条件下可以制得钛，反应的化学方程式为TiCl4＋2Mg△,2MgCl2＋Ti。由于加入的Mg过量故得到的是Mg和Ti的混合物，根据信息，Ti与强酸(如盐酸)不反应，而Mg与盐酸反应，故可用盐酸除去Ti中的Mg。
答案：(1)第一步：TiO2＋2C＋2Cl2高温,TiCl4＋2CO　炭粉
第二步：TiCl4＋2Mg△,Ti＋2MgCl2
(2)加入足量盐酸，除去过量金属镁，过滤，并用蒸馏水洗涤固体得金属钛
17．现在普遍应用的工业合成氨的方法是哈伯于1905年发明的，但此法反应物的转化率不高。2001年两位希腊化学家提出了电解合成氨的方法，即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气，分别通入一个加热到570 ℃的电解池中，氢气和氮气在电极上合成了氨，反应物转化率大大提高。
请回答：
(1)哈伯合成氨的化学方程式为_______________________________；
在电解法合成氨的电解池中________(填“能”或“不能”)用水作电解质溶液的溶剂，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)新法合成氨电解池中的电解质能传导H＋，请写出阴极反应式________________________________________________________________________。
(3)氨是一种重要的化工原料，在一定条件下氨可与其他物质反应生成化肥——尿素[CO(NH2)2]。已知3.01×1022个尿素分子在高温、高压下分解生成0.85 g NH3、0.56 L CO2(标准状况下)和一定数量的三聚氰胺分子。三聚氰胺的相对分子质量为126，则三聚氰胺的分子式为________，尿素分解的化学反应方程式为______________________。已知三个A分子可反应得到一分子三聚氰胺，请写出A的结构式___________________________________。
解析：(1)电解池的工作温度是570 ℃，此时水为蒸气状态，并且水会参与电极反应而影响合成氨反应。
(2)电解质能传导H＋，所以N2在阴极得电子后与H＋结合成NH3，阴极反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3。
(3)0.05 mol尿素分解生成0.05 mol NH3、0.025 mol CO2，根据质量守恒定律得，三聚氰胺的最简式为CH2N2，结合三聚氰胺的相对分子质量可得其分子式为C3H6N6。所以尿素分解的化学方程式为
6CO(NH2)26NH3＋3CO2＋C3H6N6。
答案：(1)N2＋3H22NH3　不能　新法合成氨电解池的反应温度是570 ℃时，水为气态；在电解条件下，水会参与电解反应而影响合成氨反应
(2)N2＋6e－＋6H＋===2NH3
(3)C3H6N6　6CO(NH2)26NH3＋3CO2＋C3H6N6　HN===C===NH

展开更多......

收起↑