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專題13元素及其化合物知識(shí)的綜合應(yīng)用2012019年高考真題1.[2019江蘇]N2O、NO和NO2等氮氧化物是空氣污染物,含有氮氧化物的尾氣需處理后才能排放。(1)N2O的處理。N2O是硝酸生產(chǎn)中氨催化氧化的副產(chǎn)物,用特種催化劑能使N2O分解。NH3與O2在加熱和催化劑作用下生成N2O的化學(xué)方程式為▲。(2)NO和NO2的處理。已除去N2O的硝酸尾氣可用NaOH溶液吸收,主要反應(yīng)為NO+NO2+2OH?2+H2O2NO2+2OH?++H2O①下列措施能提高尾氣中NO和NO2去除率的有▲(填字母)。A.加快通入尾氣的速率B.采用氣、液逆流的方式吸收尾氣C.吸收尾氣過(guò)程中定期補(bǔ)加適量NaOH溶液②吸收后的溶液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾,得到NaNO2晶體,該晶體中的主要雜質(zhì)是▲(填化學(xué)式);吸收后排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是▲(填化學(xué)式)。(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾氣,可提高尾氣中NO的去除率。其他條件相同,NO轉(zhuǎn)化為的轉(zhuǎn)化率隨NaClO溶液初始pH(用稀鹽酸調(diào)節(jié))的變化如圖所示。①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl?和,其離子方程式為▲。②NaClO溶液的初始pH越小,NO轉(zhuǎn)化率越高。其原因是▲?!敬鸢浮浚?)2NH3+2O2N2O+3H2O (2)①BC②NaNO3NO(3)①3HClO+2NO+H2O3Cl?+2+5H+②溶液pH越小,溶液中HClO的濃度越大,氧化NO的能力越強(qiáng)【解析】【詳解】(1)NH3與O2在加熱和催化劑作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成N2O,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒可知反應(yīng)有水生成,配平化學(xué)方程式為:2NH3+2O2N2O+3H2O。(2)①A、加快通入尾氣的速率,不能提高尾氣中NO和NO2的去除率,不符合題意;B、采用氣、液逆流的方式吸收尾氣,可使氣液充分接觸,能提高尾氣中NO和NO2的去除率,符合題意;C、定期補(bǔ)充適量的NaOH溶液可增大反應(yīng)物濃度,能提高尾氣中NO和NO2的去除率,符合題意。故選BC。②由吸收反應(yīng):NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O,2NO2+2OH-=NO2-+NO3-+H2O可知,反應(yīng)后得到NaNO2和NaNO3混合溶液,經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾得到NaNO2和NaNO3晶體,因此得到的NaNO2混有NaNO3;由吸收反應(yīng)可知,若NO和NO2的物質(zhì)的量之比大于1:1,NO不能被吸收,因此,吸收后排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是NO。(3)①在酸性的NaClO溶液中,次氯酸根離子和氫離子結(jié)合生成HClO,HClO和NO發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NO3-和Cl-,根據(jù)得失電子守恒及電荷守恒、原子守恒,配平離子方程式為2NO+3HClO+H2O=2NO3-+3Cl-+5H+。②在相同條件下,氧化劑的濃度越大,氧化能力越強(qiáng),由反應(yīng)2NO+3HClO+H2O=2NO3-+3Cl-+5H+可知,溶液pH越小,溶液中HClO濃度越大,氧化NO的能力越強(qiáng)。2.[2019浙江4月選考]固體化合物X由3種元素組成。某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):請(qǐng)回答:(1)由現(xiàn)象1得出化合物X含有________元素(填元素符號(hào))。(2)固體混合物Y的成分________(填化學(xué)式)。(3)X的化學(xué)式________。X與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生黃綠色氣體,固體完全溶解,得到藍(lán)色溶液,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________?!敬鸢浮浚?)O(2)Cu和NaOH(3)NaCuO22NaCuO2+8HCl2NaCl+2CuCl2+Cl2↑+4H2O【解析】【分析】固體混合物Y溶于水,得到固體單質(zhì)為紫紅色,說(shuō)明是Cu,產(chǎn)生堿性溶液,焰色反應(yīng)呈黃色說(shuō)明含有鈉元素,與鹽酸HCl中和,說(shuō)明為NaOH(易算出為0.02mol),混合氣體能使CuSO4變藍(lán),說(shuō)明有水蒸汽?!驹斀狻浚?)CuSO4由白色變?yōu)樗{(lán)色,說(shuō)明有水生成,根據(jù)元素守恒分析,必定含有O元素。(2)現(xiàn)象2獲得紫色單質(zhì),說(shuō)明Y含有Cu,現(xiàn)象3焰色反應(yīng)為黃色說(shuō)明有Na元素,與HCl發(fā)生中和反應(yīng)說(shuō)明有NaOH,故答案填Cu和NaOH。(3)NaOH為0.02mol,易算出m(Na)=0.02×23g=0.46g,m(O)=m-m(Na)-m(Cu)=2.38-0.46-1.28=0.46g,N(Na):N(Cu):N(O)==1:1:2,故化學(xué)式為NaCuO2,X與濃鹽酸反應(yīng),根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象,產(chǎn)物有Cl2,和CuCl2藍(lán)色溶液,因而化學(xué)方程式為2NaCuO2+8HCl2NaCl+2CuCl2+Cl2↑+4H2O。3.[2019北京]化學(xué)小組用如下方法測(cè)定經(jīng)處理后的廢水中苯酚的含量(廢水中不含干擾測(cè)定的物質(zhì))。Ⅰ.用已準(zhǔn)確稱量的KBrO3固體配制一定體積的amol·L?1KBrO3標(biāo)準(zhǔn)溶液;Ⅱ.取v1mL上述溶液,加入過(guò)量KBr,加H2SO4酸化,溶液顏色呈棕黃色;Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入v2mL廢水;Ⅳ.向Ⅲ中加入過(guò)量KI;Ⅴ.用bmol·L?1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ⅳ中溶液至淺黃色時(shí),滴加2滴淀粉溶液,繼續(xù)滴定至終點(diǎn),共消耗Na2S2O3溶液v2mL。已知:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6Na2S2O3和Na2S4O6溶液顏色均為無(wú)色(1)Ⅰ中配制溶液用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管和____________。(2)Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_______________________________。(3)Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________。(4)Ⅳ中加KI前,溶液顏色須為黃色,原因是______________________________。(5)KI與KBrO3物質(zhì)的量關(guān)系為n(KI)≥6n(KBrO3)時(shí),KI一定過(guò)量,理由是________。(6)Ⅴ中滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是_____________________________。(7)廢水中苯酚的含量為___________g·L?1(苯酚摩爾質(zhì)量:94g·mol?1)。(8)由于Br2具有____________性質(zhì),Ⅱ~Ⅳ中反應(yīng)須在密閉容器中進(jìn)行,否則會(huì)造成測(cè)定結(jié)果偏高。【答案】(1)容量瓶(2)+5Br-+6H+=3Br2+3H2O(3)(4)Br2過(guò)量,保證苯酚完全反應(yīng)(5)反應(yīng)物用量存在關(guān)系:KBrO3~3Br2~6KI,若無(wú)苯酚時(shí),消耗KI物質(zhì)的量是KBrO3物質(zhì)的量的6倍,因有苯酚消耗Br2,所以當(dāng)n(KI)≥6n(KBrO3)時(shí),KI一定過(guò)量(6)溶液藍(lán)色恰好消失(7)(8)易揮發(fā)【解析】【分析】本題考查氧化還原反應(yīng)滴定的綜合運(yùn)用。苯酚與溴反應(yīng)快速靈敏,但滴定終點(diǎn)難以判斷,因而制得一定量的溴分別與苯酚和KI反應(yīng)(溴須完全反應(yīng)完),而溴與KI反應(yīng)生成的I2與Na2S2O3進(jìn)行滴定分析,因而直接測(cè)出與KI反應(yīng)所消耗的溴,進(jìn)而計(jì)算出與苯酚反應(yīng)消耗的溴,最后根據(jù)苯酚與溴反應(yīng)的系數(shù)計(jì)算廢水中苯酚的濃度?!驹斀狻浚?)準(zhǔn)確稱量KBrO3固體配置溶液所需的玻璃儀器有燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管,一定規(guī)格的容量瓶,因而該空填容量瓶、量筒。(2)KBrO3溶液中加入KBr和H2SO4,溶液顏色呈棕黃色,說(shuō)明生成Br2,根據(jù)缺項(xiàng)配平可知該離子方程式為+5Br-+6H+=3Br2+3H2O。(3)苯酚和溴水反應(yīng)得到白色沉淀2,4,6-三溴苯酚,化學(xué)方程式為。(4)該測(cè)量過(guò)程是利用一定量的溴分別與苯酚和KI反應(yīng),注意溴須反應(yīng)完全,且一定量溴的總量已知,部分溴與KI反應(yīng)生成的I2可利用氧化還原滴定法測(cè)量,進(jìn)而計(jì)算出與KI反應(yīng)的溴的消耗量,將一定量溴減去與KI反應(yīng)的溴的消耗量,可得與苯酚反應(yīng)的溴的消耗量,因而一定量的溴與苯酚反應(yīng)完,必須有剩余的溴與KI反應(yīng),Ⅲ中反應(yīng)結(jié)束時(shí),若溶液顯黃色說(shuō)明苯酚反應(yīng)完,且有溴剩余,以便與KI反應(yīng),故原因?yàn)棰蛑猩傻腂r2與廢水中苯酚完全反應(yīng)后,Ⅲ中溶液顏色為黃色,說(shuō)明有Br2剩余,剩余Br2與過(guò)量KI反應(yīng),從而間接計(jì)算苯酚消耗的Br2。(5)Ⅱ中反應(yīng)為KBrO3+5KBr+3H2SO4=3K2SO4+3Br2+3H2O可知3n(KBrO3)=n1(Br2),Ⅱ中Br2部分與苯酚反應(yīng),剩余溴的量設(shè)為n2(Br2)(n1(Br2)>n2(Br2))在Ⅳ中反應(yīng)為Br2+2KI=I2+2KBr,若剩余溴完全反應(yīng),則n(KI)≥2n2(Br2),推知n(KI)≥6n(KBrO3);因而當(dāng)n(KI)≥6n(KBrO3),KI一定過(guò)量。(6)Ⅴ中含碘的溶液內(nèi)加入淀粉,溶液顯藍(lán)色,隨著Na2S2O3溶液滴入,藍(lán)色變淺直至消失,因而當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜰a2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色,且30s不變色。(7)n(BrO3-)=av1×10-3mol,根據(jù)反應(yīng)BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2O可知n(Br2)=3av1×10-3mol,溴分別與苯酚和KI反應(yīng),先計(jì)算由KI消耗的溴的量,設(shè)為n1(Br2),根據(jù)I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可知I2~2Na2S2O3,又Br2+2I-=I2+2Br-可知Br2~I2,可得Br2~2Na2S2O3,n(Na2S2O3)=bv3×10-3mol,n1(Br2)=bv3×10-3mol,再計(jì)算由苯酚消耗的溴的量,設(shè)為n2(Br2)=n(Br2)-n1(Br2)=(3av1-bv3)×10-3mol,苯酚與溴水反應(yīng)的計(jì)量數(shù)關(guān)系為3Br2~C6H5OH,n(C6H5OH)=n2(Br2)=(av1-bv3)×10-3mol,廢水中苯酚的含量==mol。(8)Ⅱ中生成的溴須被苯酚和KI完全反應(yīng)掉,而溴有揮發(fā)性,反應(yīng)時(shí)須在密閉容器中進(jìn)行。4.[2019江蘇]聚合硫酸鐵[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m廣泛用于水的凈化。以FeSO4·7H2O為原料,經(jīng)溶解、氧化、水解聚合等步驟,可制備聚合硫酸鐵。(1)將一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸,在約70℃下邊攪拌邊緩慢加入一定量的H2O2溶液,繼續(xù)反應(yīng)一段時(shí)間,得到紅棕色黏稠液體。H2O2氧化Fe2+的離子方程式為▲;水解聚合反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致溶液的pH▲。(2)測(cè)定聚合硫酸鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù):準(zhǔn)確稱取液態(tài)樣品3.000g,置于250mL錐形瓶中,加入適量稀鹽酸,加熱,滴加稍過(guò)量的SnCl2溶液(Sn2+將Fe3+還原為Fe2+),充分反應(yīng)后,除去過(guò)量的Sn2+。用5.000×10?2mol·L?1K2Cr2O7溶液滴定至終點(diǎn)(滴定過(guò)程中與Fe2+反應(yīng)生成Cr3+和Fe3+),消耗K2Cr2O7溶液22.00mL。①上述實(shí)驗(yàn)中若不除去過(guò)量的Sn2+,樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定結(jié)果將▲(填“偏大”或“偏小”或“無(wú)影響”)。②計(jì)算該樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出計(jì)算過(guò)程)?!敬鸢浮浚?)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O減?。?)①偏大 ②n()=5.000×10?2mol·L?1×22.00mL×10?3L·mL?1=1.100×10?3mol由滴定時(shí)→Cr3+和Fe2+→Fe3+,根據(jù)電子得失守恒可得微粒的關(guān)系式:~6Fe2+(或+14H++6Fe2+6Fe3++2Cr3++7H2O)則n(Fe2+)=6n()=6×1.100×10?3mol=6.600×10?3mol樣品中鐵元素的質(zhì)量:m(Fe)=6.600×10?3mol×56g·mol?1=0.3696g樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù):w(Fe)=×100%=12.32%【解析】【分析】(1)Fe2+具有還原性,H2O2具有氧化性,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒書寫離子方程式;根據(jù)水解反應(yīng)的離子方程式分析溶液pH的變化;(2)①根據(jù)Sn2+能將Fe3+還原為Fe2+判斷還原性的強(qiáng)弱,進(jìn)一步進(jìn)行誤差分析;②根據(jù)K2Cr2O7溶液的濃度和體積計(jì)算消耗的K2Cr2O7物質(zhì)的量,由得失電子守恒計(jì)算n(Fe2+),結(jié)合Fe守恒和ω(Fe)的表達(dá)式計(jì)算?!驹斀狻浚?)Fe2+具有還原性,在溶液中被氧化成Fe3+,H2O2具有氧化性,其還原產(chǎn)物為H2O,根據(jù)得失電子守恒可寫出反應(yīng)2Fe2++H2O2→2Fe3++2H2O,根據(jù)溶液呈酸性、結(jié)合原子守恒和電荷守恒,H2O2氧化Fe2+的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;H2O2氧化后的溶液為Fe2(SO4)3溶液,F(xiàn)e2(SO4)3發(fā)生水解反應(yīng)Fe2(SO4)3+(6-2n)H2OFe2(OH)6-2n(SO4)n+(3-n)H2SO4,F(xiàn)e2(OH)6-2n(SO4)n聚合得到聚合硫酸鐵,根據(jù)水解方程式知水解聚合反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致溶液的酸性增強(qiáng),pH減小。(2)①根據(jù)題意,Sn2+能將Fe3+還原為Fe2+,發(fā)生的反應(yīng)為Sn2++2Fe3+=Sn4++2Fe2+,根據(jù)還原性:還原劑>還原產(chǎn)物,則還原性Sn2+>Fe2+,實(shí)驗(yàn)中若不除去過(guò)量的Sn2+,則加入的K2Cr2O7先氧化過(guò)量的Sn2+再氧化Fe2+,導(dǎo)致消耗的K2Cr2O7溶液的體積偏大,則樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定結(jié)果將偏大。②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中消耗的n(Cr2O72-)=5.000×10-2mol/L×22.00mL×10-3L/mL=1.100×10-3mol由滴定時(shí)Cr2O72-→Cr3+和Fe2+→Fe3+,根據(jù)電子得失守恒,可得微粒的關(guān)系式:Cr2O72-~6Fe2+(或Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O)則n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×1.100×10-3mol=6.6×10-3mol(根據(jù)Fe守恒)樣品中鐵元素的質(zhì)量:m(Fe)=6.6×10-3mol×56g/mol=0.3696g樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù):ω(Fe)=×100%=12.32%。【點(diǎn)睛】本題以聚合硫酸鐵的制備過(guò)程為載體,考查氧化還原型離子方程式的書寫、鹽類的水解、氧化還原滴定的誤差分析和元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算。易錯(cuò)點(diǎn)是第(2)①的誤差分析,應(yīng)利用“強(qiáng)制弱”和“先強(qiáng)后弱”的氧化還原反應(yīng)規(guī)律分析。難點(diǎn)是第(2)②,注意理清滴定實(shí)驗(yàn)中物質(zhì)之間的計(jì)量關(guān)系。2012019屆高考模擬試題5.[上海市閔行區(qū)2019屆高三二模]氫化鋁鋰(LiAlH4)是化工生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用于藥物合成的常用試劑。(1)LiAlH4可將乙醛轉(zhuǎn)化為乙醇,LiAlH4作該反應(yīng)的______劑(選填“氧化”“還原”“催化”),用____(填試劑名稱)可檢驗(yàn)乙醛已完全轉(zhuǎn)化。(2)配平化學(xué)反應(yīng)方程式。______LiAlH4+______H2SO4→______Li2SO4+_______Al2(SO4)3+_______H2↑該反應(yīng)中H2SO4體現(xiàn)________性。若上述反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為0.2NA個(gè),則生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣體積為_____________。(3)現(xiàn)有兩種濃度的LiOH溶液,已知a溶液的pH大于b溶液,則兩種溶液中由水電離的c(H+)大小關(guān)系是:a___________b(選填“>”、“<”或“=”)。(4)鋁和氧化鐵高溫下反應(yīng)得到的熔融物通常為鐵鋁合金,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明其含金屬鋁。________________________________________________________________________________?!敬鸢浮浚?)還原新制氫氧化銅懸濁液(銀氨溶液)(2)24118氧化性和酸性4.48L(3)<(4)取樣,滴加氫氧化鈉溶液,若有氣泡產(chǎn)生,則合金中有金屬鋁。若無(wú)氣泡產(chǎn)生,則合金中沒有金屬鋁【解析】(1)乙醛被還原生成乙醇,則LiAlH4作該反應(yīng)的還原劑,乙醛可以與新制的氫氧化銅懸濁液反應(yīng)生成磚紅色沉淀,以此來(lái)檢驗(yàn)乙醛,或者利用乙醛可以與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng),以此來(lái)檢驗(yàn)乙醛。(2)LiAlH4中H元素從-1價(jià)轉(zhuǎn)化為0價(jià)的H2即LiAlH4作還原劑,硫酸中H元素從+1價(jià)轉(zhuǎn)化成0價(jià)即硫酸作氧化劑,同時(shí)生成了硫酸鹽,體現(xiàn)了硫酸的酸性,根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等,可配平方程式:2LiAlH4+4H2SO4→Li2SO4+Al2(SO4)3+8H2↑,根據(jù)方程式可知,2LiAlH4——8H2——8e-,若上述反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為0.2NA個(gè),即生成氫氣0.2mol,標(biāo)況下體積為:0.2mol×22.4mol/L=4.48L。(3)pH大,即c(OH-)大,c(H+)小,已知a溶液的pH大于b溶液,則a溶液中的c(H+)小于b溶液。(4)由于金屬鋁既能和酸反應(yīng)又能和堿反應(yīng),而鐵不能和堿反應(yīng),所以可以用氫氧化鈉檢驗(yàn)金屬鋁,合金與氫氧化鈉反應(yīng),有氣泡生成即說(shuō)明合金中含有金屬鋁。6.[上海市寶山區(qū)2019屆高三二模]碳酸氫鈉俗稱“小蘇打”,在生活、生產(chǎn)中用途廣泛。(1)泡沫滅火器中主要成分是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液,兩者混合后發(fā)生雙水解反應(yīng)生成Al(OH)3和CO2進(jìn)行滅火,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________________________。(2)Na2O2和NaHCO3都屬于鈉的化合物,它具有很強(qiáng)的氧化性。少量Na2O2與FeCl2溶液能發(fā)生如下反應(yīng):____Na2O2+____FeCl2+____H2O→____Fe(OH)3+____FeCl3+____NaCl,已知FeCl2前面系數(shù)為6,配平上述化學(xué)方程式______,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目______。該反應(yīng)中被還原的元素是_________,氧化產(chǎn)物是_________。(3)向NaHCO3溶液中加入少許Ba(OH)2固體,忽略溶液體積變化,溶液中的c(CO32-)的變化是_____(選填“增大”、“減小”或“不變”)。(4)NaHCO3是氨堿法和聯(lián)合制堿法制純堿的中間產(chǎn)物,在濾出小蘇打后,母液提取氯化銨有兩種方法:①通入氨,冷卻、加食鹽,過(guò)濾②不通入氨,冷卻、加食鹽,過(guò)濾對(duì)兩種方法的評(píng)價(jià)正確的是______(選填編號(hào))。A.①析出的氯化銨純度更高B.②析出的氯化銨純度更高C.①的濾液可直接循環(huán)使用D.②的濾液可直接循環(huán)使用(5)已知HCO3-在水中既能水解也能電離。NaHCO3溶液呈堿性,溶液中c(H2CO3)___c(CO32-)(選填“>”、“<”、“=”)?!敬鸢浮浚?)6NaHCO3+Al2(SO4)3+6H2O→2Al(OH)3↓+6CO2↑+3Na2SO4(2)366426 Fe(OH)3和FeCl3(3)減小 (4)ad (5)>【解析】(1)根據(jù)信息,NaHCO3與Al2(SO4)3發(fā)生雙水解反應(yīng),其化學(xué)反應(yīng)方程式為Al2(SO4)3+6NaHCO3+6H2O=2Al(OH)3↓+6CO2↑+3Na2SO4。(2)Na2O2具有強(qiáng)氧化性,該反應(yīng)中作氧化劑,F(xiàn)e2+以還原性為主,作還原劑,Na2O2中O元素共降低2價(jià),F(xiàn)e2+→Fe3+升高1價(jià),最小公倍數(shù)為2,題中給出FeCl2的系數(shù)為6,則Na2O2的系數(shù)為3,根據(jù)原子守恒配平其他,即反應(yīng)方程式為3Na2O2+6FeCl2+6H2O=4Fe(OH)3↓+2FeCl3+6NaCl;電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目是;該反應(yīng)中被還原的元素是Na2O2中-1價(jià)O,氧化產(chǎn)物是FeCl3和Fe(OH)3。(3)Ba(OH)2少量,發(fā)生離子反應(yīng)方程式Ba2++2OH-+2HCO3-=BaCO3↓+2H2O+CO32-,NaHCO3電離方程式為NaHCO3=Na++HCO3-,因此加入少許Ba(OH)2固體,溶液中c(CO32-)增大。(4)a、濾出小蘇打后,母液里有NH4Cl和NaHCO3,通入氨氣,增加c(NH4+),再加入食鹽,使NH4Cl析出,然后過(guò)濾,氯化銨的純度較高,故a說(shuō)法正確;b、②中析出的NH4Cl中含有較多的NaCl,氯化銨的純度降低,故b說(shuō)法錯(cuò)誤;c、①中濾液還有較多的NH3,不能直接循環(huán)使用,故c說(shuō)法錯(cuò)誤;d、②中濾液中含有較多NaCl,可以直接循環(huán)使用,故d說(shuō)法正確。(5)HCO3-電離方程式為HCO3-H++CO32-,HCO3-水解方程式HCO3-+H2OH2CO3+OH-,NaHCO3溶液顯堿性,說(shuō)明HCO3-水解程度大于其電離程度,即c(H2CO3)>c(CO32-)?!军c(diǎn)睛】氧化還原反應(yīng)方程式的配平是難點(diǎn),首先應(yīng)找準(zhǔn)氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物,像本題,Na2O2為氧化劑,F(xiàn)eCl2為還原劑,F(xiàn)e3+為氧化產(chǎn)物,然后需要根據(jù)化合價(jià)升降法進(jìn)行配平,,Na2O2中O元素共降低2價(jià),F(xiàn)e2+→Fe3+升高1價(jià),最小公倍數(shù)為2,題中所給FeCl2的系數(shù)為6,則Na2O2的系數(shù)為3,最后根據(jù)原子守恒配平其他。7.[山東省淄博市2019屆高三三模]鈹銅廣泛應(yīng)用于制造高級(jí)彈性元件。從某廢舊鈹銅元件(含BeO、CuS、少量FeS和SiO2)中回收鈹和銅兩種金屬的流程如下:已知:I.鈹與鋁元素處于周期表中相鄰周期對(duì)角線的位置,化學(xué)性質(zhì)相似。Ⅱ.常溫下:Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Mn(OH)2]=2.1×10-13。(1)寫出鈹銅元件中SiO2與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式_____________________________。寫出生成“紅褐色固體”的離子方程式_____________________________________。(2)濾渣B的主要成分為_________________(填化學(xué)式)。寫出反應(yīng)①中含鈹化合物與過(guò)量鹽酸反應(yīng)的離子方程式_________________________________。(3)①?gòu)摹叭芤篊???→BeCl2溶液”的過(guò)程中,下列操作中合理的是(按先后順序排序)_________(填字母)。A.加入過(guò)量的NaOH溶液B.過(guò)濾C.加入適量的鹽酸D.加入過(guò)量的氨水E.通入過(guò)量的CO2氣體 F.洗滌②從“BeCl2溶液→BeCl2固體”的操作是_______________________________________。(4)MnO2能將金屬硫化物中的硫元素氧化為單質(zhì)硫,寫出反應(yīng)②中CuS發(fā)生反應(yīng)的離子方程式__________________________________________。(5)溶液D中含c(Cu2+)=2.2mol·L-1、c(Fe3+)=0.008mol·L-1、c(Mn2+)=0.01mol·L-1,逐滴加入稀氨水調(diào)節(jié)pH可依次分離,首先沉淀的是_____________(填離子符號(hào))?!敬鸢浮浚?)SiO2+2OH-SiO32—+H2OFe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3NH4+(2)CuSFeSBeO22-+4H+Be2++2H2O(3)①DBFC②在HCl氣流中加熱蒸干BeCl2溶液(蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)向溶液中持續(xù)通入HCl氣體)(4)MnO2+CuS+4H+Mn2++Cu2++S↓+2H2O(5)Fe3+【解析】【分析】廢舊鈹銅元件(含BeO、CuS、少量FeS和SiO2)中,加入氫氧化鈉溶液反應(yīng)后過(guò)濾,信息可知BeO屬于兩性氧化物,CuS不與氫氧化鈉溶液反應(yīng),F(xiàn)eS不與氫氧化鈉溶液反應(yīng),二氧化硅屬于酸性氧化物,和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和水,因此濾液A成分是NaOH、Na2SiO3、Na2BeO2,濾渣B為CuS、FeS,濾液A中加入過(guò)量鹽酸過(guò)濾得到固體1為硅酸,溶液C中為BeCl2,向溶液C中先加入過(guò)量的氨水,生成Be(OH)2沉淀,然后過(guò)濾洗滌,再加入適量的HCl生成BeCl2,在HCl氣氛中對(duì)BeCl2溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到晶體,濾渣B中加入硫酸酸化的二氧化錳,MnO2能將金屬硫化物中的硫元素氧化為單質(zhì)硫,酸性介質(zhì)中二氧化錳被還原為錳鹽,過(guò)濾得到溶液D為硫酸銅、硫酸鐵、硫酸錳的混合溶液,逐滴加入稀氨水調(diào)節(jié)pH可依次分離,最后得到金屬銅。【詳解】(1)SiO2是酸性氧化物,和NaOH反應(yīng)生成,硅酸鈉和水,離子方程式為:SiO2+2OH-=SiO32-+H2O,F(xiàn)e3+和NH3·H2O反應(yīng)生成“紅褐色固體”的離子方程式:Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+。(2)由以上分析:濾渣B的主要成分是不反應(yīng)的CuS、FeS;濾液A中含鈹化合物為Na2BeO2,Na2BeO2與過(guò)量的鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Na2BeO2+4HClBeCl2+2NaCl+2H2O,離子方程式為:BeO22—+4H+Be2++2H2O。(3)①依據(jù)Be(OH)2和Al(OH)3性質(zhì)相似,難溶于水及具有兩性的特點(diǎn),在溶液C中加入過(guò)量的氨水,生成Be(OH)2沉淀,過(guò)濾后洗滌,再加入鹽酸溶解即可,提純BeCl2選擇的合理步驟為:DBFC。②BeCl2易發(fā)生水解,生成Be(OH)2和HCl,從BeCl2溶液中用蒸發(fā)結(jié)晶法得到BeCl2固體時(shí),為抑制水解,操作為:蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)向溶液中持續(xù)通入HCl氣體(或在HCl氣流中加熱蒸干)。(4)反應(yīng)是在硫酸存在的條件下,MnO2和CuS反應(yīng),CuS中的S元素被氧化成S單質(zhì),同時(shí)MnO2中的Mn被還原成Mn2+,所以反應(yīng)的離子方程式為:MnO2+CuS+4H+S+Mn2++Cu2++2H2O。(5)當(dāng)加入氨水時(shí),依據(jù)Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,欲使Cu(OH)2沉淀,根據(jù)c(OH-)2c(Cu2+)=2.2×10-20,即c(OH-)=1mol·L-1,時(shí)就有Cu(OH)2沉淀,同理可求欲使Fe3+、Mn2+轉(zhuǎn)化為沉淀的c(OH-)分別為,1.7mol·L-1,1.45mol·L-1,因此首先沉淀的是Fe3+。8.[武漢市武昌區(qū)2019屆高三五月調(diào)研考試]元素鉻(Cr)在自然界主要以+3價(jià)和+6價(jià)存在。請(qǐng)回答下列問題:(1)+6價(jià)的Cr能引起細(xì)胞的突變而對(duì)人體不利,可用Na2SO3將Cr2O72—還原為Cr3+。該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為___________。(2)利用鉻鐵礦(FeO?Cr2O3)冶煉制取金屬鉻的工藝流程如圖所示:①為加快焙燒速率和提高原料的利用率,可采取的措施之一是__________________________。②“水浸”要獲得浸出液的操作是__________。浸出液的主要成分為Na2CrO4,向“濾液”中加入酸化的氯化鋇溶液有白色沉淀生成,則“還原”操作中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________。③加熱Cr(OH)3可得到Cr2O3,從工業(yè)成本角度考慮,用Cr2O3制取金屬Cr的冶煉方法是_______。(3)已知Cr3+完全沉淀時(shí)溶液pH為5,(Cr3+濃度降至10-5mol?L-1可認(rèn)為完全沉淀)則Cr(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp=_______________。(4)用石墨電極電解鉻酸鈉(Na2CrO4)溶液,可制重鉻酸鈉(Na2Cr2O7),實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(已知:2Cr+2H+Cr2+H2O)。①電極b連接電源的______極(填“正”或“負(fù)”),b極發(fā)生的電極反應(yīng)式為_________________。②電解一段時(shí)間后,測(cè)得陽(yáng)極區(qū)溶液中Na+物質(zhì)的量由amol變?yōu)閎mol,則理論上生成重鉻酸鈉的物質(zhì)的量是_______________mol?!敬鸢浮浚?)Cr2O72—+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O(2)①鉻鐵礦粉碎②過(guò)濾8CrO42—+3S2-+20H2O=8Cr(OH)3↓+3SO42-+16OH-③CO高溫還原Cr2O3(熱還原法)(3)1×10-32(4)①正2H2O-4e-=O2↑+4H+②【解析】【分析】(1)分析元素化合價(jià)變化情況,依據(jù)得失電子守恒,原子個(gè)數(shù)守恒,得出離子反應(yīng)方程式。(2)①影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素:物質(zhì)的表面積大小,表面積越大,反應(yīng)速率越快。②依據(jù)原子守恒和得失電子守恒,得出離子方程式。③用Cr2O3制取金屬Cr,可以采取CO高溫還原Cr2O3(熱還原法)。(3)根據(jù)Ksp=c(Cr3+)c3(OH-)求算。(4)①根據(jù)裝置圖和離子放電順序得出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式。②電解一段時(shí)間后,測(cè)得陽(yáng)極區(qū)溶液中Na+物質(zhì)的量由amol變?yōu)閎mol,則溶液中移動(dòng)的電荷為(a-b)mol,所以外電路轉(zhuǎn)移的電子為(a-b)mol,陽(yáng)極的電極反應(yīng)為2H2O-4e-=O2↑+4H+,則陽(yáng)極生成的氫離子為(a-b)mol?!驹斀狻浚?)反應(yīng)中鉻元素化合價(jià)從+6價(jià)降為+3價(jià),硫元素從+4價(jià)升高到+6價(jià),依據(jù)得失電子守恒,原子個(gè)數(shù)守恒,離子反應(yīng)方程式為Cr2O72—+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O。(2)①影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素:物質(zhì)的表面積大小,表面積越大,反應(yīng)速率越快,為加快焙燒速率和提高原料的利用率,可采取的措施將鉻鐵礦粉碎。②“水浸”要獲得浸出液,要過(guò)濾出浸渣,采取的操作是過(guò)濾;浸出液的主要成分為Na2CrO4,向“濾液”中加入酸化的氯化鋇溶液有白色沉淀生成,說(shuō)明加入的Na2S被氧化成SO42-,Cr元素由+6價(jià)降為+3價(jià),S元素由-2價(jià)升到+6價(jià),依據(jù)原子守恒和得失電子守恒,得到反應(yīng)為:8CrO42—+3S2-+20H2O=8Cr(OH)3↓+3SO42-+16OH-。③從工業(yè)成本角度考慮,用Cr2O3制取金屬Cr,可以采取CO高溫還原Cr2O3(熱還原法)。(3)pH為5,c(OH-)=10-9,Ksp=c(Cr3+)c3(OH-)=10-5×(10-9)3=1×10-32。(4)①根據(jù)圖示,在b極所在電極室得到Na2Cr2O7,根據(jù)2CrO42-+2H+Cr2O72—+H2O,電解過(guò)程中b極c(H+)增大,則b極電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+,a是陰極,b是陽(yáng)極,電極b連接電源的正極。②電解一
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