Question

硝酸铵钙晶体[5Ca(NO₃)₂•NH₄NO₃•10H₂O]极易溶于水，是一种绿色的复合肥料。

（1）硝酸铵钙晶体的溶液显酸性，原因是         （用离子方程式表示）。

（2）已知磷酸钙是一种难溶物，常温下，其Ksp=2．0×10^-33，≈1．414 。工业上生产硝酸铵钙的方法是以硝酸浸取磷矿石得到的粗硝酸钙（含硝酸钙、磷酸钙及硝酸）为原料制备，其生产流程为：

①在粗硝酸钙浊液中，c(Ca²⁺)≈0．1 mol/L，则其中c(PO₄^3-)约为____________。

②加入适量的碳酸钙后发生反应的离子方程式为________________。

③硝酸铵是一种易分解的物质，保存和利用时，需控制在较低温度．230～400℃时，它会分解成空气中含量最大的两种气体，其反应的化学方程式为                 。

（3）生产硝酸铵钙工厂的废水中常含有硝酸铵，净化方法有反硝化净化法和电解法。

①NO₃^-在酸性条件下可转化为N₂，该反硝化方法可用半反应（同电极反应式）表示               。

②目前常用电解法净化，工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）；

Ⅰ．阳极的电极反应为_________________，

Ⅰ室可回收的产品为_________（填名称）．

Ⅱ．Ⅲ室可回收到氨气，请结合方程式和文字解释其原因________________。

Answer

（1）NH4++ H2O → NH3·H2O + H+

（2）①1.414×10-15 mol/L

②CaCO3+2H+=Ca2+ +H2O+CO2↑③2NH4NO32N2+O2+4H2O

（3）①2NO3—+10e-+12 H+= N2+6 H2O

②Ⅰ．2 H2O-4 e-=4 H++ O2↑ 硝酸

Ⅱ．电解时，Ⅲ室为阴极，H+得电子发生还原反应，碱性增强，铵根离子向该室移动，反应生成氨气

【解析】

试题分析：（1）NH4+水解方程式为：NH4++ H2O → NH3·H2O + H+，因有氢离子生成所以显酸性。（2）①根据Ksp（磷酸钙）=c（Ca2+）3c（PO43-）2=2．0×10-33，解得c(PO43-)=1.414×10-15 mol/L；②粗硝酸钙（含硝酸钙、磷酸钙及硝酸）溶解，过滤的硝酸钙及硝酸的溶液，加入适量的碳酸钙后与硝酸反应，离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2+ +H2O+CO2↑；③230～400℃时，硝酸铵分解反应的化学方程式为2NH4NO3 2N2 + O2 + 4H2O；（3）①反硝化方法是NO3-在酸性条件下得电子发生还原反应转化为N2，反应式为2NO3—+10e-+12 H+= N2+6 H2O。②Ⅰ．阳极氢氧根失电子，电极反应为2 H2O-4 e-=4 H++ O2↑；Ⅰ室阳极消耗氢氧根离子使酸性增强，与向阳极移动的硝酸根结合成硝酸，所以Ⅰ室可回收的产品为硝酸。Ⅱ．电解时，Ⅲ室为阴极，H+得电子发生还原反应，碱性增强，铵根离子向该室移动，反应生成氨气，所以Ⅲ室可回收到氨气。

考点：电解原理分析