2021高考北京版化学一轮复习教材研读：专题二 专项突破二　元素及其化合物综合题的突破方法 WORD版含解析.docx

1、专项突破二元素及其化合物综合题的突破方法类型一信息提供型元素及其化合物综合题此类题目往往起点高、落点低,考查的是对信息的获取与问题解决能力,解题的关键是理解新信息。当遇到这一类题目时,第一步是读题,陌生度较高的信息应逐字逐句阅读,挖掘关键字,排除定式思维的影响;第二步是联想,在读题的基础上结合题目的问题联想和分析考查的知识模块,提取出已学的相关化学知识;第三步是解题,按要求填好相应的问题答案。典例1工业上氰化物的用途广泛,在电镀、油漆、燃料、橡胶等行业都会用到。(1)氢氰酸(HCN)是一种酸性很弱的酸,其中碳元素的化合价为,氢氰酸分子的结构式为。(2)氰化钠(NaCN)溶液显强碱性,原因是(用

2、离子方程式表示)。已知Na2CO3溶液能和HCN反应:Na2CO3+HCN NaHCO3+NaCN,则向NaCN溶液中通入少量CO2时反应的离子方程式为 。(3)双氧水可消除氰化物(如NaCN)污染:NaCN+H2O2+H2O A+NH3,则生成物A的化学式为,H2O2常被称为“绿色氧化剂”的理由是 。(4)在氯氧化法处理含CN-的废水过程中,液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一),氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。某厂废水中含KCN,其浓度为650 mgL-1。现用氯氧化法处理,发生如下反应:KCN+2KOH+Cl2 KOCN+2KCl+H2O,投入过量液氯,可将

3、氰酸盐进一步氧化为氮气:2KOCN+4KOH+3Cl2 2CO2+N2+6KCl+2H2O。若处理上述废水20 L,使KCN完全转化为无毒物质,至少需液氯g。答案(1)+2 (2)CN-+H2OHCN+OH-CN-+H2O+CO2HCO3-+HCN(3)NaHCO3还原产物H2O没有污染(4)35.5解析(1)根据价键规律,可知C、N之间以三键结合,H、C之间以单键结合。H显+1价,N的非金属性比C强,N显-3价,则C显+2价。(2)NaCN是强碱弱酸盐,CN-水解使溶液显碱性。HCN和Na2CO3溶液反应可生成NaHCO3,说明HCN的酸性比H2CO3弱但比HCO3-强,向NaCN溶液中通入

4、少量CO2会生成HCN和NaHCO3。(3)根据质量守恒,可知A为NaHCO3。H2O2作氧化剂时,其还原产物H2O没有污染,故H2O2常被称为“绿色氧化剂”。(4)20 L废水中含KCN的质量为650 mgL-120 L=13 000 mg=13 g。合并题给两步反应的化学方程式得2KCN+8KOH+5Cl210KCl+2CO2+N2+4H2O,则m(Cl2)=(35513130) g=35.5 g。1-1用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)318H2O,工艺流程如下(部分操作和条件略):.向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤;.向滤液中加入过量KMnO

5、4溶液,调节溶液的pH约为3;.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色;.加入MnSO4至紫红色消失,过滤;.浓缩、结晶、分离,得到产品。(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是。(2)将MnO4-氧化Fe2+的离子方程式补充完整:1MnO4-+Fe2+ 1Mn2+Fe3+。(3)已知:生成氢氧化物沉淀的pHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时3.46.31.5完全沉淀时4.78.32.8注:金属离子的起始浓度为0.1 molL-1。根据表中数据解释步骤的目的: 。(4)已知:一定条件下,MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2。向的沉淀中加入浓盐酸并加热,能说明沉淀

6、中存在MnO2的现象是 。中加入MnSO4的目的是。答案(1)Al2O3+6H+2Al3+3H2O(2)58H+54H2O(3)pH约为3时,Fe2+和Al3+不能形成沉淀,将Fe2+氧化为Fe3+,可使铁完全沉淀(4)有黄绿色气体生成除去过量的MnO4-解析(2)根据氧化还原反应的配平方法化合价升降法:M+7nO4-M+2n2+得5e-、Fe+22+Fe+33+失e-,确定Fe2+和Fe3+的化学计量数为5,再根据电荷守恒与原子守恒配平。(4)发生反应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2,会产生黄绿色气体;已知MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2,因此加入MnSO4可以除

7、去过量的MnO4-。1-2锂、铬、铈、镍均为金属元素,这些金属元素的化合物在工业生产中有着重要作用。(1)LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质,LiPF6中P的化合价为。(2)自然界中Cr主要以+3价和+6价形式存在。+6价的Cr能引起细胞的突变,可以用亚硫酸钠在酸性条件下将其还原为+3价的Cr。完成并配平下列离子方程式:Cr2O72-+SO32-+ Cr3+SO42-+H2O。(3)二氧化铈(CeO2)在平板电视显示屏的制造中有着重要应用。CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+,写出该反应的化学方程式: 。(4)如图所示是由Ce3+再生Ce4+的装置示意图。电解总反应为2HSO

8、3-+4H+4Ce3+ S2O32-+4Ce4+3H2O。生成Ce4+的电极反应式为。生成含Ce4+的溶液从电解槽的(填字母序号)口流出。(5)NiSO4nH2O是一种绿色、易溶于水的晶体,广泛应用于镀镍、电池制造等领域。为测定NiSO4nH2O的组成,进行如下实验:称取2.682 6 g样品,配制成250.00 mL溶液,准确量取配制的溶液25.00 mL,用0.040 00 molL-1的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定Ni2+(离子方程式为Ni2+H2Y2- NiY2-+2H+),消耗EDTA标准溶液25.50 mL。则晶体样品的化学式为。答案(1)+5(2)138H+234(3)2

9、CeO2+3H2SO4+H2O2Ce2(SO4)3+4H2O+O2(4)Ce3+-e-Ce4+a(5)NiSO46H2O解析(1)根据化合物中各元素化合价代数和为0的原则,计算P的化合价为+5。(3)CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+,说明CeO2为氧化剂,H2O2为还原剂,由此可写出化学方程式。(4)Ce3+生成Ce4+,Ce元素的化合价升高,发生氧化反应,应为阳极反应,因此生成含Ce4+的溶液从电解槽的a口流出。(5)根据关系式:NiSO4nH2ONa2H2Y,列出计算式:0.040 000.025 5010(155+n18)=2.682 6,解得n=6。类型二主题素材确定型

10、元素及其化合物综合题以某一主题组织素材的综合应用题,考查范围广,不但可考查常见元素的单质及其化合物的相互转化,还可结合基本理论进行考查,如:物质结构及元素周期律、化学平衡及电离平衡理论、氧化还原反应及电化学知识等。解答这一类题目时,先要仔细审题,了解命题意图及考查的知识点,然后认真分析已知条件并结合已学知识分析注意事项、补充所缺项目,使整个题目前后连贯起来,规范写出正确答案。典例2某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:(1)甲组同学取10 mL 0.1 molL-1KI溶液,加入6 mL 0.1 molL-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下

11、实验:第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;第二支试管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀;第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。实验检验的离子是(填离子符号);实验和说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为。(2)乙组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是,生成沉淀的原因是(用平衡移动原理解释)。答案(1)Fe2+Fe3+可逆反应(2)H2O2+2Fe2+2H+2Fe3

12、+2H2OFe3+催化H2O2分解产生O2H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动解析(1)根据Fe2+的检验方法,向溶液中加入1滴K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀,说明一定含有Fe2+,则实验检验的离子是Fe2+;I2易溶于CCl4,使CCl4呈紫色,Fe3+遇KSCN溶液显红色,实验和说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应。(2)H2O2溶液中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为H2O2+2Fe2+2H+2Fe3+2H2O,含铁离子的溶液呈棕黄色;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色

13、沉淀生成,产生气泡的原因是反应产生的Fe3+是H2O2分解的催化剂,促使H2O2分解生成O2,同时H2O2分解反应是放热反应,促使Fe3+的水解平衡Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+正向移动,产生较多Fe(OH)3,聚集形成沉淀。2-1草酸钴(CoC2O4)是制作氧化钴和金属钴的原料。一种利用含钴废料(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等)制取CoC2O4的工艺流程如下:(1)“550 焙烧”的目的是 。(2)“浸出液”的主要成分是 。(3)“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+,反应的离子方程式为 。(4)“净化除杂1”过程中,先在4050 加

14、入H2O2,其作用是(用离子方程式表示);再升温至8085 ,加入Na2CO3溶液,调pH至4.5,“滤渣1”的主要成分是 。(5)“净化除杂2”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去,若所得滤液中c(Ca2+)=1.010-5 molL-1,则滤液中c(Mg2+)为已知Ksp(MgF2)=7.3510-11、Ksp(CaF2)=1.0510-10。(6)为测定制得产品的纯度,现称取1.00 g样品,将其用合适试剂转化,得到草酸铵(NH4)2C2O4溶液,再用过量稀硫酸酸化,用0.100 0 molL-1KMnO4溶液滴定,达到滴定终点时,共用去KMnO4溶液26.00 mL,则草酸钴样品的纯度为。

15、答案(1)除去碳和有机物(2)NaAlO2(或NaAlO2和NaOH)(3)2Co3+SO32-+H2O2Co2+SO42-+2H+(4)2Fe2+2H+H2O22Fe3+2H2OFe(OH)3(5)7.010-6 molL-1(6)95.55%解析(1)由题给条件和流程图可知,“550 焙烧”是为了除去碳和有机物。(2)含钴废料的成分中只有氧化铝能与氢氧化钠溶液反应,所以“浸出液”的主要成分是NaAlO2(或NaAlO2和NaOH)。(3)“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+,钴元素的化合价降低,加入的Na2SO3具有还原性,其被氧化成Na2SO4,反应的离子方程式为2Co3+SO32-+

16、H2O2Co2+SO42-+2H+。(4)“净化除杂1”过程中,先在4050 加入H2O2的目的是将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2+2H+H2O22Fe3+2H2O;再升温至8085 ,加入Na2CO3溶液,调pH至4.5,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,故“滤渣1”的主要成分是Fe(OH)3。(5)Ksp(CaF2)=c(Ca2+)c2(F-),Ksp(MgF2)=c(Mg2+)c2(F-),Ksp(CaF2)Ksp(MgF2)=c(Ca2+)c2(F-)c(Mg2+)c2(F-)=c(Ca2+)c(Mg2+)=1.0510-107.3510-11,将c(Ca

17、2+)=1.010-5 molL-1代入计算可得,c(Mg2+)=7.010-6 molL-1。(6)草酸铵与高锰酸钾溶液反应的化学方程式为2KMnO4+5(NH4)2C2O4+8H2SO42MnSO4+K2SO4+10CO2+5(NH4)2SO4+8H2O,则参加反应的草酸铵的物质的量为26.0010-3 L0.100 0 molL-152=6.510-3 mol ,根据物料守恒,存在:CoC2O4(NH4)2C2O4,故样品中n(CoC2O4)=n(NH4)2C2O4=6.510-3 mol ,m(CoC2O4)=6.510-3 mol 147 gmol -1=0.955 5 g,草酸钴样

18、品的纯度为0.955 5 g1.00 g100%=95.55%。2-2(2019课标,26,14分)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:回答下列问题:(1)在95 “溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为 。(2)“滤渣1”的主要成分有。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子,可选用的化学试剂是。(3)根据H3BO3的解离反应:H3BO3+H2OH+B(OH)4-,Ka=5.8110-10,可判断H3BO3是酸;在

19、“过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是 。(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2MgCO3沉淀的离子方程式为,母液经加热后可返回工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是。答案(1)NH4HCO3+NH3 (NH4)2CO3(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3KSCN(3)一元弱转化为H3BO3,促进析出(4)2Mg2+3CO32-+2H2O Mg(OH)2MgCO3+2HCO3-或2Mg2+2CO32-+H2O Mg(OH)2MgCO3+CO2溶浸高温焙烧解析(1)“溶浸”步骤产生的“气体”是NH3,用NH4HCO3溶液吸收NH3的化学方程式为NH3+NH4HCO3 (NH4)2

20、CO3。(2)根据流程图可知,Fe2O3、Al2O3在“过滤1”步骤中除去,SiO2不溶于(NH4)2SO4溶液,故“滤渣1”的主要成分有SiO2、Fe2O3、Al2O3;检验Fe3+通常选用KSCN溶液。(3)根据H3BO3的解离反应以及电离平衡常数,可判断H3BO3是一元弱酸;在“过滤2”操作前B元素主要以B2O54-的形式存在,调节pH至3.5后生成了H3BO3沉淀,由此可推断调节pH的目的是将B2O54-转化成H3BO3。(4)反应物有Mg2+、CO32-,生成物有Mg(OH)2MgCO3沉淀,再结合电荷守恒、原子守恒可写出反应的离子方程式;“沉镁”后的母液的主要成分为(NH4)2SO

21、4,可供“溶浸”工序循环使用;Mg(OH)2、MgCO3在高温条件下均易分解生成MgO,故高温焙烧碱式碳酸镁可以制备轻质氧化镁。类型三与环境保护和绿色化学相关的元素及其化合物综合题此类题目常结合元素及其化合物的性质,考查环境保护与绿色化学的应用,它是与社会、生产、生活结合较为紧密的一类题目,题目中一些答案的设置经常具有一定的开放性,作答时,要联系生产、生活实际,充分利用化学语言,敢于下笔。典例3研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在,其中HCO3-占95%。写出CO2溶于水产生HCO3-的方程式:。(2)在海洋碳循环中,通过

22、如图所示的途径固碳。写出“钙化作用”的离子方程式:。同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自H2O。用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下,将其补充完整:+ (CH2O)x+x18O2+xH2O(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳,可采用如下方法:气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3,再用x molL-1 HCl 溶液滴定,消耗y mL HCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度为molL-1。(4)利用下图所

23、示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。结合方程式简述提取CO2的原理： 。用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是 。答案(1)CO2+H2O H2CO3、H2CO3 H+HCO3-(2)2HCO3-+Ca2+ CaCO3+CO2+H2OxCO22xH218O(3)xyz(4)a室:2H2O-4e- 4H+O2,H+通过阳离子交换膜进入b室,发生反应:H+HCO3- CO2+H2Oc室:2H2O+2e- 2OH-+H2,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH解析(3)向盛有海水的装置中通入N2应长进短出,酸化海水应用难挥

24、发的H2SO4。由NaHCO3+HCl NaCl+CO2+H2O可以看出,n(NaHCO3)=n(HCl),c(C)=n(NaHCO3)V(海水)=xmolL-1y10-3Lz10-3L=xyz molL-1。(4)a室为阳极室,H2O放电生成的H+可通过阳离子交换膜进入b室与HCO3-反应产生CO2;c室为阴极室,H2O放电生成的OH-使c室溶液呈碱性,故用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH后,再将其排回大海。3-1煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨,污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题:(1)NaClO2的化

25、学名称为。(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323 K,NaClO2溶液浓度为510-3 molL-1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。离子SO42-SO32-NO3-NO2-Cl-c/(molL-1)8.3510-46.8710-61.510-41.210-53.410-3写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式:。增加压强,NO的转化率(填“提高”“不变”或“降低”)。随着吸收反应的进行,溶液的pH逐渐(填“增大”“不变”或“减小”)。由实验结果可知,脱硫反应速率(填“大于”或“小于”)脱硝反应速率。原因除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同

26、,还可能是 。(3)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均(填“增大”“不变”或“减小”)。反应ClO2-+2SO32- 2SO42-+Cl-的平衡常数K表达式为。答案(1)亚氯酸钠(2)4NO+3ClO2-+4OH- 4NO3-+2H2O+3Cl-提高减小大于NO溶解度较小或脱硝反应活化能较高(3)减小K=c2(SO42-)c(Cl-)c2(SO32-)c(ClO2-)解析(1)NaClO2的化学名称为亚氯酸钠。(2)脱硝过程就是烟气中的NO被NaClO2溶液吸收的过程,由题表中数据可知NO与

27、ClO2-在溶液中反应后主要生成NO3-和Cl-,离子方程式为4NO+3ClO2-+4OH- 4NO3-+2H2O+3Cl-;增加压强,NO在溶液中的溶解度增大,NO的转化率提高。随着吸收反应的进行,c(OH-)逐渐减小,溶液的pH逐渐减小。由题表中数据可知,反应一段时间后溶液中SO42-的浓度大于NO3-的浓度,说明脱硫反应速率大于脱硝反应速率。(3)由图像可知,升高温度,气体的平衡分压增大,说明平衡逆向移动,平衡常数减小。3-2直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应: 。(2)在钠碱循环法中,Na2S

28、O3溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是 。 (3)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-)n(HSO3-)的变化关系如下表:n(SO32-)n(HSO3-)91911991pH8.27.26.2 由上表判断,NaHSO3溶液显性,用化学平衡原理解释:。当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(填字母)。a.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)b.c(Na+)c(HSO3-)c(SO32-)c(H+)=c(OH-)c.c(Na+)+c(H+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)(4)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽

29、再生。再生示意图如下:HSO3-在阳极放电的电极反应式是 。当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理: 。答案(1)SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O22H2SO4(2)SO2+2OH-SO32-+H2O(3)酸HSO3-存在:HSO3-SO32-+H+和HSO3-+H2OH2SO3+OH-,HSO3-的电离程度大于其水解程度ab(4)HSO3-+H2O-2e-3H+SO42-H+在阴极得电子生成H2,溶液中的c(H+)降低,促使HSO3-电离生成SO32-,且Na+进入阴极,吸收液得以再生解析(2)SO2被NaOH溶液吸收制备Na2SO3的离子方程式是SO2

30、+2OH-SO32-+H2O。(3)根据题表中的数据可知n(SO32-)n(HSO3-)=991时,溶液的pH为6.2,故NaHSO3溶液显酸性;在NaHSO3溶液中存在HSO3-的电离和水解,且电离程度大于水解程度,故溶液显酸性。当吸收液呈中性时,溶液中c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH),推出c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-);由于n(SO32-)n(HSO3-)=11时,溶液的pH为7.2,故溶液呈中性时一定有c(HSO3-)c(SO32-),可推出:c(Na+)c(HSO3-)c(SO32-)

31、c(H+)=c(OH-)。(4)根据电解槽所示的变化,可知HSO3-在阳极放电的电极反应式为HSO3-+H2O-2e-3H+SO42-。H+在阴极得电子生成H2,溶液中的c(H+)降低,促使HSO3-电离生成SO32-,且Na+进入阴极,吸收液得以再生。1.碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。(1)采用装置A,在高温下将x g钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。气体a的成分是。若钢样中硫以FeS形式存在,A中反应:3FeS+5O2 +。(2)将气体a通入测硫装置中(如图),采用滴定法测定硫的含量。H2O2氧化SO2的化学方程式

32、:。用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗z mL NaOH溶液。若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y g,则该钢样中硫的质量分数为。(3)将气体a通入测碳装置中(如下图),采用重量法测定碳的含量。气体a通过B和C的目的是 。计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是。1.答案(1)O2、SO2、CO2Fe3O43SO2(2)H2O2+SO2 H2SO4yzx(3)排除SO2对CO2测定的干扰吸收CO2前、后吸收瓶的质量解析(1)钢样在O2中灼烧,所得气体a的成分是SO2、CO2和过量的O2。依据质量守恒定律及得失电子守恒,可写出反应方程式:3FeS+5O2Fe3O4+3SO2。(2)

33、H2O2氧化SO2的化学方程式为SO2+H2O2 H2SO4。钢样中m(S)=yz g,故钢样中硫的质量分数为yzx。(3)气体a通过B、C时,SO2被氧化吸收,排除了SO2对CO2测定的干扰。测定CO2吸收瓶吸收CO2前、后的质量,就可得出灼烧生成CO2的质量,进而求出钢样中碳的质量分数。2.(2016课标,28,14分)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:回答下列问题:(1)NaClO2中Cl的化合价为。(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式。(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为、。

34、“电解”中阴极反应的主要产物是。(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为,该反应中氧化产物是。(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为(计算结果保留两位小数)。2.答案(1)+3(2)2NaClO3+SO2+H2SO4 2ClO2+2NaHSO4(3)NaOH溶液Na2CO3溶液ClO2-(或NaClO2)(4)21O2(5)1.57解析(2)根据图示可确定反应物和生成物,然后根据得失电子守恒和原子守恒即可写出反应的化学方程式。(3)

35、粗盐水精制时用NaOH溶液除Mg2+,用Na2CO3溶液除Ca2+;根据图示可知“电解”过程中发生的反应为2ClO2+2NaCl Cl2+2NaClO2,由此可知,在电解池的阴极上ClO2得电子生成NaClO2,故阴极反应的主要产物为NaClO2。(4)据图示可知反应物有ClO2、NaOH、H2O2,生成物有NaClO2,其中Cl+4O2 NaCl+3O2,Cl的化合价降低,则必有元素化合价升高,可推出H2O-12 O02,根据得失电子守恒可得氧化剂ClO2与还原剂H2O2的物质的量之比为21,该反应中氧化产物是O2,还原产物是NaClO2。(5)NaClO2、Cl2作为消毒剂时,还原产物均为

36、Cl-。设NaClO2的有效氯含量为x,则190.54=x712,解得x1.57。3.(2018课标,27,14分)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题:(1)生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式。(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为:pH=4.1时,中为溶液(写化学式)。工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是。(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为。电解后,室的NaHSO3浓

37、度增加。将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00 mL葡萄酒样品,用0.010 00 molL-1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为,该样品中Na2S2O5的残留量为 gL-1(以SO2计)。3.答案(1)2NaHSO3 Na2S2O5+H2O(2)NaHSO3得到NaHSO3过饱和溶液(3)2H2O-4e- O2+4H+a(4)S2O52-+2I2+3H2O 2SO42-+4I-+6H+0.128解析(1)NaHSO3与Na2S2O5中硫元素化合价均为+4价,根

38、据观察法配平反应方程式:2NaHSO3 Na2S2O5+H2O。(2)中所得溶液的pH=4.1,硫元素的存在形式应为HSO3-,故中为NaHSO3溶液。过程是利用Na2CO3与NaHSO3反应转化为Na2SO3,过程利用SO2与Na2SO3反应生成NaHSO3:Na2SO3+SO2+H2O 2NaHSO3,制得高浓度的NaHSO3溶液,更有利于Na2S2O5的制备。(3)根据题给装置图可知左侧为阳极,溶质为H2SO4,实际放电的是水电离出的OH-,电极反应式为2H2O-4e- O2+4H+。电解过程中,阳离子(H+)向右侧移动,则a室中SO32-+H+ HSO3-,NaHSO3浓度增大。(4)

39、Na2S2O5作食品的抗氧化剂,则具有强还原性,被氧化为SO42-;S2O52- 2SO42-,I2 2I-,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可配平反应的离子方程式:S2O52-+2I2+3H2O 2SO42-+4I-+6H+。根据滴定反应的离子方程式及硫原子守恒可得如下关系式:2SO2S2O52-2I264 g 1 molm(SO2) 0.010 00 molL-10.010 00 Lm(SO2)=6.410-3g则样品中Na2S2O5的残留量为6.410-3g0.050 00 L=0.128 gL-1。4.(2017课标,27,14分)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的

40、电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下:回答下列问题:(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。由图可知,当铁的浸出率为70%时,所采用的实验条件为。(2)“酸浸”后,钛主要以TiOCl42-形式存在,写出相应反应的离子方程式 。(3)TiO2xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示:温度/3035404550TiO2xH2O转化率/%9295979388分析40 时TiO2xH2O转化率最高的原因。(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为。(5)若“滤液”中c(Mg2+)=0

41、.02 molL-1,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.010-5 molL-1,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.310-22、1.010-24。(6)写出“高温煅烧”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式 。4.答案(1)100 、2 h,90 、5 h(2)FeTiO3+4H+4Cl- Fe2+TiOCl42-+2H2O(3)低于40 ,TiO2xH2O转化反应速率随温度升高而增加;超过40 ,双氧水分解与氨气逸出导致TiO2xH2O转化反应速率下降(4)4(5

42、)Fe3+恰好沉淀完全时,c(PO43-)=1.310-221.010-5 molL-1=1.310-17molL-1,c3(Mg2+)c2(PO43-)值为0.013(1.310-17)2=1.710-40KspMg3(PO4)2,因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀(6)2FePO4+Li2CO3+H2C2O4 2LiFePO4+3CO2+H2O解析(1)由图像可以看出,当铁的浸出率为70%时,实验条件有两个:100 、2 h,90 、5 h。(2)FeTiO3为难溶物,在书写离子方程式时不能拆写成离子形式。(4)Li2Ti5O15中,Ti的化合价为+4,Li的化合价为+1,所以正化合价的和

43、为45+12=22。设过氧键数目为x,则x2+(15-2x)2=22,解得x=4。(6)FePO4中Fe显+3价,LiFePO4中Fe显+2价,FePO4作氧化剂,则H2C2O4作还原剂,高温煅烧时应生成CO2,据此可写出反应的化学方程式。5.化学工作者一直在积极探索影响大气质量的因素及改善措施。(1)硫酸盐是大气中可吸入颗粒物的主要成分之一,是在含水的气溶胶液滴中通过化学反应产生的。气溶胶属于胶体分散系。当日光射入充满气溶胶的暗室时,可观察到效应。大气中的SO2转化为硫酸盐的过程中,以下物质能起氧化作用的是(填字母序号)。a.O2b.H2Sc.NH3d.O3有研究者发现特定条件下,大气中的N

44、Ox会成为氧化SO2的主要物质,于是认为,当城市大气中的可吸入颗粒物严重超标时,应采取汽车限行措施,原因是 。(2)燃煤烟气中含有NOx和SO2。工业上常用亚氯酸钠(NaClO2)对燃煤烟气进行脱硝和脱硫处理。已知:酸性条件下,ClO2-会转化成ClO2和Cl-。ClO2是黄绿色、易溶于水的气体,具有强氧化性,可氧化NOx或SO2。.在实验室模拟脱硝过程:调节NaClO2吸收液的pH为5,向其中通入含NO的模拟烟气。测得脱硝反应后,溶液中的阴离子为NO3-和Cl-,则脱硝反应的离子方程式为 。测得脱硝效率(即NO的吸收率)随温度变化的曲线如下图所示。结合已知信息分析,温度大于50 时,随温度升

45、高脱硝效率下降的原因是。.在实验室模拟同时脱硝、脱硫过程:调节NaClO2吸收液的pH为5,向其中通入含SO2和NO(体积比21)的模拟烟气。测得脱硝、脱硫反应后,溶液中的阴离子为NO3-、SO42-和Cl-,其中c(SO42-)=a mol/L,c(Cl-)=b mol/L,已知脱硫效率为100%,则脱硝效率为。5.答案(1)丁达尔ad汽车尾气中含NOx,能将SO2氧化成硫酸盐,从而增加大气中可吸入颗粒物含量(2)5NO+3ClO2+4H2O 5NO3-+3Cl-+8H+(或4NO+3ClO2-+2H2O 4NO3-+3Cl-+4H+)吸收液pH为5,显酸性,NaClO2转化成ClO2,温度

46、升高,ClO2气体容易从溶液体系中逸出,使脱硝反应难以发生8b-4a3a100%解析(1)胶体具有丁达尔效应,因此当日光射入充满气溶胶的暗室时,可观察到丁达尔效应。a项,O2具有氧化性,能把SO2氧化成SO42-;b项,H2S只具有还原性;c项,NH3只表现还原性;d项,O3表现强氧化性,能把SO2氧化成SO42-。特定条件下,汽车尾气中的NOx会将SO2氧化成硫酸盐,使空气中可吸入颗粒物含量增加,汽车限行可以减少NOx的排放,从而缓解该状况。(2)NaClO2具有强氧化性,能把NO氧化成NO3-,本身被还原成Cl-,离子方程式为4NO+3ClO2-+2H2O 4NO3-+3Cl-+4H+;C

47、lO2-在酸性条件下会转化成ClO2和Cl-,ClO2是黄绿色、易溶于水的气体,具有强氧化性,可氧化NOx或SO2,故脱硝反应的离子方程式也可写成5NO+3ClO2+4H2O 5NO3-+3Cl-+8H+。吸收液pH为5,显酸性,NaClO2转化成ClO2,温度升高,ClO2气体容易从溶液体系中逸出,使脱硝反应难以发生。根据得失电子守恒,有4b mol/L=2a mol/L+3c(NO3-),则c(NO3-)=4b-2a3 mol/L,因为SO2和NO的体积比为21,且脱硫效率为100%,因此理论上溶液中c0(NO3-)=a2 mol/L,所以脱硝效率为4b-2a3a2100%=8b-4a3a100%。