Question

18．硝酸銨鈣晶體[5Ca（NO₃）₂•NH₄NO₃•10H₂O]極易溶于水，是一種綠色的復合肥料．
（1）硝酸銨鈣晶體的溶液顯酸性，原因是NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺（用離子方程式表示）．
（2）工業(yè)上生產硝酸銨鈣的方法是以硝酸浸取磷礦石得到的粗硝酸鈣（含硝酸鈣、磷酸鈣及硝酸）為原料制備，其生產流程為：

①濾渣的主要成分是Ca₃（PO₄）₂（填化學式）．
②加入適量的碳酸鈣后發(fā)生反應的離子方程式為CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O．
③硝酸銨是一種易分解的物質，保存和利用時，需控制在較低溫度．230～400℃時，它會分解成空氣中含量最大的兩種氣體，其反應的化學方程式為2NH₄NO₃$\frac{\underline{\;230～400℃\;}}{\;}$2N₂↑+O₂↑+4H₂O．
（3）生產硝酸銨鈣工廠的廢水中常含有硝酸銨，傳統(tǒng)的凈化方法是反硝化凈化法．
①NO${\;}_{2}^{-}$在酸性條件下可轉化為N₂，該反硝化方法可用半反應（同電極反應式）表示2NO₃^-+10e^-+12H⁺═6H₂O+N₂↑．
②目前常用電解法凈化，工作原理如圖所示（陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過）；

Ⅰ．陽極的電極反應為2H₂O-4e^-═4H⁺+O₂↑，Ⅰ室可回收的產品為硝酸（填名稱）．
Ⅱ．Ⅲ室可回收到氮氣的原因為電解時，Ⅲ室氫離子得電子發(fā)生還原反應使堿性增強，與向陰極移動的銨根離子反應生成氨氣．

Answer 1

分析 （1）銨根離子水解顯酸性；
（2）粗硝酸鈣（含硝酸鈣、難溶物及硝酸）加水溶解，過濾得含硝酸鈣和硝酸的溶液，加入碳酸鈣與硝酸反應生成硝酸鈣、水和二氧化碳氣體，再通入氨氣中和硝酸生成硝酸銨，最終所得的溶液為硝酸鈣和硝酸銨的混合溶液，蒸發(fā)結晶得到硝酸銨鈣[5Ca（NO₃）₂•NH₄NO₃•10H₂O]晶體，據此分析解答；
（3）①反硝化是利用某些細菌在酸性條件下將NO₃^-得到電子發(fā)生還原反應生成N₂，據此書寫；
②根據膜電解法陽極上為水失電子發(fā)生的氧化反應；Ⅰ室消耗氫氧根離子使酸性增強，與向陽極移動的硝酸根結合成硝酸；
③電解時，Ⅲ室為陰極應為氫離子得電子發(fā)生還原反應，消耗氫離子使堿性增強，與向陰極移動的銨根離子反應生成氨氣，據此分析．

解答 解：（1）銨根離子水解顯酸性，則水解離子反應為NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
（2）①磷酸鈣為難溶于水的物質，故濾渣的主要成分是磷酸鈣，化學式為：Ca₃（PO₄）₂，故答案為：Ca₃（PO₄）₂；
②加入碳酸鈣與硝酸反應生成硝酸鈣、水和二氧化碳氣體，發(fā)生反應的離子方程式為CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，故答案為：CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；
③空氣中含量最大的兩種氣體分別是氮氣和氧氣，依據氧化還原反應原理得出硝酸銨分解方程式為：2NH₄NO₃$\frac{\underline{\;230～400℃\;}}{\;}$2N₂↑+O₂↑+4H₂O，故答案為：2NH₄NO₃$\frac{\underline{\;230～400℃\;}}{\;}$2N₂↑+O₂↑+4H₂O；
（3）①反硝化是利用某些細菌在酸性條件下將NO₃^-轉化為N₂，即NO₃^-得到電子發(fā)生還原反應生成N₂，反應式為2NO₃^-+10e-+12H⁺═6H₂O+N₂↑，故答案為：2NO₃^-+10e-+12H⁺═6H₂O+N₂↑；
②膜電解法陽極上為水失電子發(fā)生的氧化反應，反應式為2H₂O-4e-═4H⁺+O₂↑，則Ⅰ室陽極消耗氫氧根離子使酸性增強，與向陽極移動的硝酸根結合成硝酸，所以Ⅰ室可回收的產品為硝酸；故答案為：2H₂O-4e-═4H⁺+O₂↑；硝酸；
③電解時，Ⅲ室為陰極應為氫離子得電子發(fā)生還原反應，則消耗氫離子使堿性增強，與向陰極移動的銨根離子反應生成氨氣，所以Ⅲ室可回收到氨氣，
故答案為：電解時，Ⅲ室氫離子得電子發(fā)生還原反應使堿性增強，與向陰極移動的銨根離子反應生成氨氣．

點評 本題主要考查了工業(yè)生產硝酸銨鈣的原理及廢水的處理，意在考查考生閱讀新信息，處理新情況的能力，電解裝置的分析及其電極反應式的書寫是易錯點，難度較大．