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已知氮元素有许多化合价,其化合价有一3、0、+1、+2、+3、+4、+5

(1)下表是硝酸与某种金属M在某些条件下反应所得还原产物的关系:

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金属锌与某浓度的硝酸反应时,无气体产生,则此化学反应中被还原的硝酸与参加反应的硝酸物质的量之比是____________。

(2)以氨作为燃料的固体氧化物(含 有02)燃料电池,具有全固态 结构、能量效率高、无污染等特点,另外氨气含氢量高,不含碳,易液化,方便运输和贮存,是很好的氢源载体。其工作原理如图所示,

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①该电池工作时的总反应为_______________________

②固体氧化物作为电池工作的电解质,O2-移动方向为________(选填“由电极a向电极b”或“由电极b向电极a”)。

③该电池工作时,在接触面上发生的电极反应为________。

(3)N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。如图所示装置可用于制备N2O5,写出在电解池中生成N2O5 的电极反应式________________。

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答案:
(1)1:10  4Zn+10HNO3(稀)=4Zn(NO3) 2+NH4NO3+3H2O。(2)4NH3+3O2=2N2+6H2O.由电极b向电极a(因为阴离子向原电池的负极移动) 2NH3+3O2-+6e-= N2+3H2O  (3)N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+。 【解析】 试题分析:(1)金属锌与某浓度的硝酸反应时,无气体产生,说明硝酸被还原产生的氨气被硝酸吸收产生了硝酸铵。反应的化学方程式为:4Zn+10HNO3(稀)=Zn(NO3) 2+NH4NO3+3H2O此化学反应中有10个HNO3参加反应,其中被还原的HNO3是1个。所以被还原的硝酸与参加反应的硝酸物质的量之比是1:10.(2)①该电池工作时的总反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O。② 固体氧化物作为电池工作的电解质,O2-会向正电荷较多的负极方向移动。即移动方向为由电极b向电极a。③该电池工作时,在接触面上发生的电极反应为2NH3+3O2-+6e-= N2+3H2O 。(3) 用电解法以N2O4和2HNO3为原料,在电解池中生成N2O5 的电极反应式N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+。 考点:考查硝酸的化学性质及应用、氨气燃料电池的工作原理等知识。
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三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]·3H2O)有很重要的用途。可用如下流程来制备。根据题意完成下列各题:

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(1)要从溶液中得到绿矾,必须进行的实验操作是                  。(按前后顺序填)

a.过滤洗涤     b.蒸发浓缩     c.冷却结晶    d.灼烧    e.干燥

某兴趣小组为测定三草酸合铁酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]·3H2O)中铁元素含量,做了如下实验:

步骤1:称量5.000g三草酸合铁酸钾晶体,配制成250ml溶液。

步骤2:取所配溶液25.00ml于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部被氧化成二氧化碳,同时,MnO4被还原成Mn2+。向反应后的溶液中加入一定量锌粉,加热至黄色刚好消失,过滤,洗涤,将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中,此时,溶液仍里酸性。

步骤3:在酸性条件下,用0.010mol/L KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点,共做三次实验,平均消耗KMnO4溶液20.00ml,滴定中MnO4,被还原成Mn2+

(2)步骤1中,配制三草酸合铁酸钾溶液需要使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有                  

主要操作步骤依次是:称量、溶解、转移、         、定容、摇匀。

(3)步骤2中,加入锌粉的目的是                              

(4)步骤3中,发生反应的离子方程式为:                                       

(5)步骤2中,若加入的KMnO4的溶液的量不够,则测得的铁含量        。(选填“偏低”、“偏高”、“不变”)

(6)某同学将8.74 g无水三草酸合铁酸钾(K3[Fe(C2O4)3])在一定条件下加热分解,所得固体的质量为5.42g,同时得到密度为1.647 g/L(已折合成标准状况下)气体(是物质的量之比为4:5的混合气体)。研究固体产物得知,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3。写出该分解反应的化学方程式                                   。