Question

近年来，许多专家对石灰氮重新进行了深入研究，这也使得石灰氮这一古老的肥料又焕发了新的活力。石灰氮是由Ca、N、C等三种元素组成的盐，其含钙、氮的质量分数分别为50%、35%。石灰氮完全水解后的产物是固体A和气体B，其中B是制取氮肥的主要原料。固体A在高温下分解生成D和气体C。B的催化氧化产物为E和F，F继续氧化后的产物G遇到E生成一种工业强酸。将G和F的混合物溶解在接近零度的水中，即生成亚硝酸的水溶液，该反应可表示如下：G+F+H₂O＝2HNO₂（已配平）。

请回答下列问题：

（1）石灰氮的化学式为_____________。

（2）写出足量B和C与饱和氯化钠溶液反应的化学方程式：__________________。

（3）亚硝酸（HNO₂）是一种与醋酸酸性相当的弱酸，很不稳定，通常在室温下立即分解。在酸性条件下，当NaNO₂与KI按物质的量1:1恰好完全反应，且I^— 被氧化为I₂时，含氮产物为_________（填化学式）。要得到稳定HNO₂溶液，可以往冷冻的浓NaNO₂溶液中加入或通入某种物质，下列物质不适合使用是__________（填序号）。

a. 磷酸     b. 二氧化碳        c. 稀硫酸        d. 二氧化硫     e. 次氯酸

（4）工业废水中的NO₂^― 可用铝粉除去。已知此反应体系中包含Al、NaAlO₂、NaNO₂、NaOH、NH₃、H₂O六种物质。写出上述反应的离子方程式：____________________________。若改用电解法将废水中NO₂^— 转换为N₂除去，N₂将在________（填电极名称）生成。

（5）某研究小组学生提出检验火柴头上KClO₃实验方案如下：

有关的离子反应方程式为__________________________________________。

（6）在（5）方案基础上，要确定火柴头中含KClO₃，还需进行的实验操作为___________________。

Answer

CaCN2 NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl NO bde 2Al + NO2―+ OH― + H2O = 2AlO2― + NH3↑ 阴极 ClO3― + 3NO2― + Ag+ = AgCl↓ + 3NO3― 进行焰色反应，透过蓝色钴玻璃观察，若火焰呈紫色，则说明火柴头中含有KClO3

【解析】考查元素及其化合物的推断以及化学工艺流程，（1）石灰氮是由Ca、N、C三种元素组成，因此C的质量为(1－50%－35%)=15%，则三种元素的物质的量之比为：50%/40:35%/14:15%/12=1:2:1，即化学式为CaCN2；（2）B为气体，制取氮肥的主要原料，因此B为NH3，A高温下分解，因此A为CaCO3，D为CaO，C为CO2，因此与饱和食盐水反应的化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl；（3）I－被氧化成I2，则NaNO2作氧化剂，物质的量为1：1，因此根据得失电子数目守恒，因此有1×(3－x)=1×1，解得x=2，因此含氮产物是NO，HNO2具有氧化性，SO2具有还原性，因此不能通入SO2，HNO2中N显＋3价，具有还原性，次氯酸具有强氧化性，能HNO2氧化，因此不能通入HClO，CO2在水中的溶解度小，不能通入CO2，故bde正确；（4）NO2－除去铝粉，铝被氧化成AlO2－，NO2－被还原成NH3，因此离子反应方程式为Al＋NO2－＋OH－→ AlO2－＋NH3↑，根据化合价升降法进行配平，离子反应方程式为：2Al + NO2―+ OH― + H2O = 2AlO2― + NH3↑，NO2－转化成N2，化合价降低，说明NO2－得到电子，根据电解原理，N2应在阴极上得到；（5）根据方案，发生ClO3－＋NO2－＋Ag＋→AgCl↓＋NO3－，根据化化合价升降进行配平，得到ClO3― + 3NO2― + Ag＋ = AgCl↓ + 3NO3― ；（6）还需要验证K＋的存在，用焰色反应，操作是进行焰色反应，透过蓝色钴玻璃观察，若火焰呈紫色，则说明火柴头中含有KClO3.