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1、精品文檔?高考化學(xué) 第十六題　概念、理論組合題 題組一　實(shí)際生產(chǎn)中的速率平衡問(wèn)題 1． (2013·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ，28)二甲醚(CH3OCH3)是無(wú)色氣體，可作為一種新型能源。由合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制備二甲醚，其中的主要過(guò)程包括以下四個(gè) 反應(yīng)： 甲醇合成反應(yīng)：(i)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH (g) ΔH1＝－90.1 kJ·mol－1 (ii)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2＝－49.0 kJ·mol－1 水煤氣變換反應(yīng)：(iii)CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

2、ΔH3＝－41.1 kJ·mol－1 二甲醚合成反應(yīng)：(iv)2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH4＝－24.5 kJ·mol－1 回答下列問(wèn)題： (1)Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應(yīng)催化劑的主要成分之一。工業(yè)上從鋁土礦制備較高純度Al2O3主要工藝流程是__________________(以化學(xué)方程式表示)。 (2)分析二甲醚合成反應(yīng)(iv)對(duì)于CO轉(zhuǎn)化率的影響____________________。 (3)由H2和CO直接制備二甲醚(另一產(chǎn)物為水蒸氣)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)______________。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理，分析增加壓強(qiáng)對(duì)直接制備二

3、甲醚反應(yīng)的影響___________________ _________________________________________________________________________。 (4)有研究者在催化劑(含Cu—Zn—Al—O和A12O3)、壓強(qiáng)為5.0 MPa的條件下，由H2和CO直接制備二甲醚，結(jié)果如圖所示。其中CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因是 ________________________________________________________________________。 (5)二甲醚直接燃料電池具有啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其能量密度高

4、于甲醇直接燃料電池(5.93 kW·h·kg－1)。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為_(kāi)_____________，一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過(guò)電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生________個(gè)電子的電量；該電池的理論輸出電壓為1.20 V，能量密度E＝______________(列式計(jì)算。能量密度＝電池輸出電能/燃料質(zhì)量，1kW·h＝3.6×106J)。 答案　(1)Al2O3(鋁土礦)＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O、NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3、2Al(OH)3Al2O3＋3H2O (2)消耗甲醇，促進(jìn)甲醇合成反應(yīng)(ⅰ)平衡右移，CO轉(zhuǎn)化率增大；

5、生成的H2O，通過(guò)水煤氣變換反應(yīng)(ⅲ)消耗部分CO，CO轉(zhuǎn)化率增大 (3)2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－204.7 kJ·mol－1　該反應(yīng)分子數(shù)減小，壓強(qiáng)升高使平衡右移，CO和H2轉(zhuǎn)化率增大，CH3OCH3產(chǎn)率增加；壓強(qiáng)升高使CO和H2濃度增加，反應(yīng)速率增大 (4)反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡左移 (5)CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋　12　÷(3.6×106 J·kW－1·h－1)≈8.39 kW·h·kg－1 解析　(2)要解答轉(zhuǎn)化率影響問(wèn)題，最終要?dú)w結(jié)于平衡移動(dòng)的方向上。與CO轉(zhuǎn)化率直接相關(guān)的反應(yīng)是(ⅰ)和

6、(ⅲ)，如何建立反應(yīng)(ⅳ)與(ⅰ)、(ⅲ)的聯(lián)系，是解答該題的關(guān)鍵點(diǎn)。(ⅳ)中消耗的CH3OH恰是(ⅰ)的生成物，減少生成物的濃度，平衡右移，CO的轉(zhuǎn)化率增大；(ⅳ)中的產(chǎn)物H2O恰是(ⅲ)中的反應(yīng)物，增大水蒸氣濃度，平衡右移，CO的轉(zhuǎn)化率增大。 (3)篩選用熱化學(xué)方程式(ⅰ)和(ⅳ)， 用(ⅰ)×2＋(ⅳ)即可得目標(biāo)方程式： 2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－204.7 kJ·mol－1 合成一個(gè)物質(zhì)要同時(shí)考慮原料的利用率、反應(yīng)速率等多種因素。本題要從化學(xué)反應(yīng)原理的角度分析壓強(qiáng)對(duì)合成反應(yīng)的影響，分析知該反應(yīng)的特點(diǎn)是正向氣體分子數(shù)減小，因而增

7、大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CO和H2的轉(zhuǎn)化率增大；同時(shí)增大壓強(qiáng)還會(huì)加快化學(xué)反應(yīng) 速率。 (4)直接合成CH3OCH3的反應(yīng)的另一個(gè)特點(diǎn)是正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡左移。 (5)寫(xiě)電極反應(yīng)時(shí)應(yīng)注意：①酸性條件；②CH3OCH3中碳的化合價(jià)為－2價(jià)；③氧化產(chǎn)物為CO2；④用H＋調(diào)平電荷。 從能量密度的單位上看，可以假設(shè)燃料的質(zhì)量為1 kg，計(jì)算提供電子的物質(zhì)的量，再轉(zhuǎn)化為電量，利用E＝qU換算出燃料提供的總能量，即可順利計(jì)算出能量密度＝÷(3.6×106 J·kW－1·h－1)≈8.39 kW·h·kg－1。 2． (2013·浙江理綜，27)捕碳技術(shù)(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排

8、放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑，它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng)： 反應(yīng)Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH1 反應(yīng)Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH2 反應(yīng)Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關(guān)系是：ΔH3＝________。 (2)為研究溫度對(duì)(NH4)2CO3捕獲CO2效率的影響，在某溫度T1下，將一定量的(NH4)2CO3溶液置

9、于密閉容器中，并充入一定量的CO2氣體(用氮?dú)庾鳛橄♂寗?，在t時(shí)刻，測(cè)得容器中CO2氣體的濃度。然后分別在溫度為T(mén)2、T3、T4、T5下，保持其他初始實(shí)驗(yàn)條件不變，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)相同時(shí)間測(cè)得CO2氣體濃度，得到趨勢(shì)圖(見(jiàn)圖1)。則： ①ΔH3________0(填“＞”、“＝”或“＜”)。 ②在T1～T2及T4～T5兩個(gè)溫度區(qū)間，容器內(nèi)CO2氣體濃度呈現(xiàn)如圖1所示的變化趨勢(shì)，其原因是________________________________________________________________。 ③反應(yīng)Ⅲ在溫度為T(mén)1時(shí)，溶液pH隨時(shí)間變化的趨勢(shì)曲線如圖2所示。當(dāng)時(shí)間

10、到達(dá)t1時(shí)，將該反應(yīng)體系溫度迅速上升到T2，并維持該溫度。請(qǐng)?jiān)谠搱D中畫(huà)出t1時(shí)刻后溶液的pH變化總趨勢(shì)曲線。 圖2 (3)利用反應(yīng)Ⅲ捕獲CO2，在(NH4)2CO3初始濃度和體積確定的情況下，提高CO2吸收量的措施有________________________(寫(xiě)出2個(gè))。 (4)下列物質(zhì)中也可以作為CO2捕獲劑的是__________。 A．NH4Cl B．Na2CO3 C．HOCH2CH2OH D．HOCH2CH2NH2 答案　(1)2ΔH2－ΔH1 (2)①＜　②T1～T2區(qū)間，化學(xué)反應(yīng)未達(dá)到平衡，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快，所以CO2被

11、捕獲的量隨溫度升高而提高。T4～T5區(qū)間，化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡，由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以不利于CO2捕獲 ③ (3)降低溫度，增加CO2濃度(或分壓) (4)BD 解析　結(jié)合題給圖像，用蓋斯定律、化學(xué)平衡原理作理論指導(dǎo)進(jìn)行分析、解決相關(guān)問(wèn)題。 (1)根據(jù)蓋斯定律，由反應(yīng)Ⅱ×2減反應(yīng)Ⅰ可得：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g) 2NH4HCO3(aq)，則有ΔH3＝2ΔH2－ΔH1。 (2)①由圖1可知，當(dāng)溫度為T(mén)3時(shí)，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，溫度升高，CO2的濃度逐漸增大，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則有ΔH3<0。

12、 ②在T1～T2區(qū)間，可逆反應(yīng)未達(dá)到平衡，溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡正向移動(dòng)，CO2的捕獲量隨溫度的升高而提高 。在T4～T5區(qū)間，可逆反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，CO2的捕獲量隨溫度的升高而降低。 ③t1時(shí)刻，溫度迅速升高到T2，平衡逆向移動(dòng)，溶液的pH升高，根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，達(dá)到新平衡時(shí)，溶液的pH低于開(kāi)始時(shí)的pH。 (3)欲提高CO2的吸收量，應(yīng)使平衡正向移動(dòng)，可降低溫度或增加CO2的濃度等。 (4)CO2為酸性氧化物，可用堿性溶液(如Na2CO3溶液)或堿性物質(zhì)(如HOCH2CH2NH2)等來(lái)吸收。 3． (2013·天津理綜，1

13、0)某市對(duì)大氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5(直徑小于等于2.5 μm的懸浮顆粒物)，其主要來(lái)源為燃煤、機(jī)動(dòng)車尾氣等。因此，對(duì)PM2.5、SO2、NOx等進(jìn)行研究具有重要意義。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測(cè)試樣。 若測(cè)得該試樣所含水溶性無(wú)機(jī)離子的化學(xué)組分及其平均濃度如下表： 離子 K＋ Na＋ NH SO NO Cl－ 濃度/mol·L－1 4×10－6 6×10－6 2×10－5 4×10－5 3×10－5 2×10－5 根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷PM2.5的酸堿性為_(kāi)_______，試樣的pH＝________

14、。 (2)為減少SO2的排放，常采取的措施有： ①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。 已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1 C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1 寫(xiě)出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：____________________________________。 ②洗滌含SO2的煙氣。以下物質(zhì)可作洗滌劑的是________。 a．Ca(OH)2　b．Na2CO3　c．CaCl2　d．NaHSO3 (3)汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化： ①已知汽缸中生成NO的反應(yīng)為 N2(g)＋O2(g

15、)2NO(g)　ΔH＞0 若1 mol 空氣含0.8 mol N2和0.2 mol O2,1 300 ℃時(shí)在密閉容器內(nèi)反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得NO為8×10－4mol。計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)K＝________。汽車啟動(dòng)后，汽缸溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大，原因是____________________________。 ②汽車燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO： 2CO(g)===2C(s)＋O2(g) 已知該反應(yīng)的ΔH＞0，簡(jiǎn)述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù)：____________________________。 ③目前，在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和

16、NO的污染，其化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)___________________________________________________________________。 答案　(1)酸性　4 (2)①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1 ②ab (3)①4×10－6　溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡右移 ②該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)，任何溫度下均不自發(fā)進(jìn)行 ③2CO＋2NO2CO2＋N2 解析　(1)待測(cè)試樣中所含離子存在的電荷守恒為 c(H＋)＋c(K＋)＋c(Na＋)＋c(NH)＝2c(SO)＋c(NO)＋c(Cl－)＋c(O

17、H－) 可知c(H＋)?c(OH－)所以溶液呈酸性，怱略c(OH－)，代入數(shù)據(jù)可得c(H＋)＝1.0×10－4mol·L－1，pH＝4 (2)①由蓋斯定律下式減去上式可得： C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1。 ②SO2為酸性氣體，可用堿性溶液來(lái)吸收。 (3)①由　　N2(g)　　　 ＋O2(g)　　　 2NO(g) 起始(mol)　0.8　　　　　 0.2　　　　　　　0 平衡(mol)　0.8－4×10－4　 0.2－4×10－4 8×10－4 K＝≈＝4×10－6。 ②由于ΔH＞0，ΔS＜0，所以(ΔH－TΔ

18、S)＞0， 該反應(yīng)無(wú)法自發(fā)進(jìn)行。 ③由題意知產(chǎn)物應(yīng)為CO2和N2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO＋2NO2CO2＋N2。 4． 煙道氣中的CO2可用于合成甲醇和甲醚。 (1)下圖所示為其中的一種方法： ①用光電池電解水時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________________________________。 ②15～20%的乙醇胺(HOCH2CH2NH2)水溶液具有弱堿性，則HOCH2CH2NH3Cl的水溶液顯________(填“酸”“堿”或“中”)性。 ③已知，CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－725.5 kJ·mol－1 H2(g)

19、＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 則工業(yè)上以CO2(g)、H2(g)為原料合成CH3OH(l)的熱化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________。 (2)將CO2轉(zhuǎn)化為甲醚的反應(yīng)原理為2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(l) ①在恒溫、恒容的密閉容器中，下列描述能說(shuō)明上述反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的是 ________(填序號(hào))。 a．生成1 mol CH3OCH3(g)的同時(shí)，生成3 mol H2O(l) b．體系

20、中混合氣體的密度不隨時(shí)間而變化 c．體系中CO2與H2的體積比為1∶3 d．體系中的氣體的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化 ②已知一定壓強(qiáng)下，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率見(jiàn)下表： 投料比 500 K 600 K 700 K 1.5 45% 33% 20% x a b c 上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為_(kāi)_________。該反應(yīng)的焓變?chǔ)________0(填“>”、“<”或“＝”，下同)，若使a>45%，則x________1.5。 ③在一定溫度下，向體積為0.5 L的密閉容器中加入2 mol CO2和6 mol H2,20 min后達(dá)到平衡，測(cè)得平

21、衡時(shí)CH3OCH3為0.5 mol，則該反應(yīng)的反應(yīng)速率v(CO2)＝________ mol·L－1·min－1，H2的轉(zhuǎn)化率α(H2)＝______；加入催化劑，v(CO2)________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，α(H2)________。 答案　(1)①4OH－－4e－===O2↑＋2H2O?、谒? ③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l) ΔH＝－131.9 kJ·mol－1 (2)①bd　②或　<　>?、?.1　50%　增大　不變 解析　(1)②類比NH4Cl溶液的酸、堿性判斷。 (2)①關(guān)注化學(xué)方程式的特點(diǎn)：H2O是液態(tài)，其余物

22、質(zhì)為氣態(tài)，正向氣體物質(zhì)的量減少。②升高溫度，CO2的轉(zhuǎn)化率減小，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，判斷該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。在相同溫度下，增大H2的濃度，可使平衡正向移動(dòng)，提高CO2的轉(zhuǎn)化率，因而x>1.5。③應(yīng)用“三段式”列出各物質(zhì)的“始、轉(zhuǎn)、平”的量，可順利解決問(wèn)題。 5． CO2和CH4是兩種重要的溫室氣體，通過(guò)CH4和CO2反應(yīng)來(lái)制造更高價(jià)值的化學(xué)品是目前的研究目標(biāo)。 (1)250 ℃時(shí)，以鎳合金為催化劑，向體積為4 L的密閉容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，發(fā)生如下反應(yīng)：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)。 平衡體系中各組分體積分?jǐn)?shù)(某一成分物質(zhì)的量占總氣體物

23、質(zhì)的量的百分?jǐn)?shù))如下表： 物質(zhì) CH4 CO2 CO H2 體積分?jǐn)?shù) 0.1 0.1 0.4 0.4 ①此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________。 ②已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝＋2.8 kJ·mol－1 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566.0 kJ·mol－1 反應(yīng)CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝________。 (2)以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為

24、催化劑，可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸。 ①在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如下圖所示。250～300 ℃時(shí)，乙酸的生成速率減小的原因是__________________________________________________。 ②為了提高該反應(yīng)中CH4的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是________________________。 ③將Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的離子方程式為_(kāi)______________________________。 (3)以CO2為原料可以合成多種物質(zhì)。 ①已知CO2的分子結(jié)構(gòu)為O==C==O，它的“C==O”雙鍵與乙烯的“C=

25、=C”雙鍵一樣，在一定條件下可發(fā)生加聚反應(yīng)，聚碳酸酯是一種易降解的新型合成材料，它是由CO2加聚而成。寫(xiě)出聚碳酸酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：______________________________________。 ②以氫氧化鉀水溶液作電解質(zhì)進(jìn)行電解，CO2在銅電極上可轉(zhuǎn)化為甲烷，該電極反應(yīng)方程式為_(kāi)_________________________________________________________________。 答案　(1)①64　②＋247.3 kJ·mol－1 (2)①催化劑的催化效率降低 ②增大反應(yīng)壓強(qiáng)或增大CO2的濃度 ③3Cu2Al2O4＋32H＋＋2NO===6

26、Cu2＋＋6Al3＋＋2NO↑＋16H2O (3)①　②CO2＋8e－＋6H2O===CH4＋8OH－ 解析　(1) ①　　　　　 CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g) 開(kāi)始/mol 6 6 0 0 轉(zhuǎn)化/mol x x 2x 2x 平衡/mol 6－x 6－x 2x 2x ＝0.4，解得x＝4 K＝＝64 ②用(1)式＋(2)式×2－(3)式×2即可得目標(biāo)方程式。 (2)①?gòu)膱D像看出，250～300℃時(shí)隨催化效率的下降，反應(yīng)速率明顯下降。 ②CO2合成乙酸的化學(xué)方程式為C

27、H4＋CO2CH3COOH，正向?yàn)闅怏w體積縮小的化學(xué)反應(yīng)。 ③Cu2Al2O4中Cu的化合價(jià)為＋1價(jià)，與稀硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Cu2＋和NO。 (3)①類比乙烯的加聚反應(yīng)。 ②Cu為陰極，CO2發(fā)生還原反應(yīng)生成CH4。 題組二　電解質(zhì)溶液中的反應(yīng) 6． (2013·福建理綜，24)二氧化氯(ClO2)是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑。 (1)氯化鈉電解法是一種可靠的工業(yè)生產(chǎn)ClO2的方法。 ①用于電解的食鹽水需先除去其中的Ca2＋、Mg2＋、SO等雜質(zhì)。某次除雜操作時(shí)，往粗鹽水中先加入過(guò)量的________________(填化學(xué)式)，至沉淀不再產(chǎn)生后，再加入過(guò)量的

28、Na2CO3和NaOH，充分反應(yīng)后將沉淀一并濾去。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)濾液中仍含有一定量的SO，其原因是________________________________[已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10、Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9]。 ②該法工藝原理示意圖如下。其過(guò)程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉(NaClO3)與鹽酸反應(yīng)生成ClO2。工藝中可以利用的單質(zhì)有____________(填化學(xué)式)，發(fā)生器中生成ClO2的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________。 (2)纖維素還原法制ClO2是一種新方法，其原理是：纖維素水解得到的最終產(chǎn)物D與NaClO3反應(yīng)生成

29、ClO2。完成反應(yīng)的化學(xué)方程式：__(D)__＋24NaClO3＋12H2SO4===ClO2↑＋CO2↑＋18H2O＋________。 (3)ClO2和Cl2均能將電鍍廢水中的CN－氧化為無(wú)毒的物質(zhì)，自身被還原為Cl－。處理含CN－相同量的電鍍廢水，所需Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的______倍。 答案　(1)①BaCl2　BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，當(dāng)溶液中存在大量CO時(shí)，BaSO4(s)會(huì)部分轉(zhuǎn)化為BaCO3(s)(或其他合理答案) ②H2、Cl2　2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O (2)C6H12O6＋24NaClO3＋1

30、2H2SO4===ClO2↑＋CO2↑＋18H2O＋Na2SO4 (3)2.5 解析　注意分析題目信息和圖示信息，能夠分析出二氧化氯發(fā)生器中有Cl2生成，是正確解決第(1)題②的關(guān)鍵。(1)①根據(jù)后面加入的物質(zhì)為Na2CO3和NaOH，可知前面缺少除去SO的試劑：BaCl2。BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，當(dāng)溶液中存在大量CO時(shí)，BaSO4(s)會(huì)部分轉(zhuǎn)化為BaCO3(s)。②在特定條件下電解食鹽水，除了生成NaClO3外還應(yīng)有H2；根據(jù)題干信息，NaClO3與HCl反應(yīng)生成ClO2，結(jié)合得失電子守恒及圖示中從二氧化氯發(fā)生器中出來(lái)的氣體進(jìn)入了氯化氫合成塔可知，NaClO3與HCl反

31、應(yīng)除生成ClO2外還有Cl2，可寫(xiě)出化學(xué)方程式2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。 (2)纖維素水解得到的最終產(chǎn)物D應(yīng)為葡萄糖(C6H12O6)，生成物可利用元素守恒推知，然后配平即可。 (3)處理相同量的CN－，Cl2和ClO2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)應(yīng)相同。1 mol Cl2―→2Cl－轉(zhuǎn)移2 mol e－，1 mol ClO2―→Cl－轉(zhuǎn)移5 mol e－，則轉(zhuǎn)移相同量的電子時(shí)Cl2與ClO2的物質(zhì)的量之比為5∶2。 7． 工業(yè)上利用Cl2與NaOH溶液反應(yīng)制得漂白液(主要成分為NaClO)。一化學(xué)小組模擬該實(shí)驗(yàn)得到ClO－、ClO等離子，其物質(zhì)的量與反

32、應(yīng)時(shí)間的關(guān)系曲線如圖所示。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)工業(yè)上制取漂白液的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)___________________________________； (2)寫(xiě)出t1時(shí)發(fā)生反應(yīng)生成ClO的化學(xué)方程式：_______________________________； (3)t3～t4之間，混合溶液的堿性減弱，可能的原因是___________________________； (4)t2～t4之間，ClO－的物質(zhì)的量逐漸減小，直至為0，原因是___________________ (用離子方程式表示)； (5)與MnO2—Zn電池類似，NaClO和Zn也可以組成高效堿

33、性電池，其放電時(shí)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式是________________________________________________________。 答案　(1)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O (2)3Cl2＋6NaOH5NaCl＋NaClO3＋3H2O (3)HClO3的酸性大于HClO，ClO－濃度減小，ClO－＋H2OHClO＋OH－的平衡向左移動(dòng)，OH－的濃度減小，堿性減弱。 (4)3ClO－2Cl－＋ClO (5)Zn＋NaClO＋H2O===Zn(OH)2＋NaCl 解析　(2)類比Cl2制取漂白液的化學(xué)反應(yīng)，利用氧化還原反應(yīng)的電子守恒，

34、可寫(xiě)出化學(xué)方程式。 (3)注意審題，一是問(wèn)題要求解釋“混合溶液堿性減弱的主要原因”，二是圖像信息t3～t4之間ClO－濃度減小，ClO濃度增大，肯定要從水解平衡理論上解釋問(wèn)題。 (4)觀察曲線發(fā)現(xiàn)t2～t4之間n(ClO)增大，結(jié)合氧化還原反應(yīng)原理，推測(cè)ClO－中一部分Cl元素的化合價(jià)升高至＋5，另一部分Cl元素的化合價(jià)降低至－1。應(yīng)用配平方法寫(xiě)出：3ClO－2Cl－＋ClO。 (5)此電池中，NaClO是氧化劑，作正極，Zn是還原劑，作負(fù)極。堿性條件下，Zn轉(zhuǎn)化為Zn(OH)2，不難寫(xiě)出總方程式。 8． 鈉及其化合物具有廣泛的用途。 (1)工業(yè)上制備金屬鈉的常用方法是_______

35、_______(用離子方程式表示)。鈉可用于________(寫(xiě)出Na在電光源方面的一種用途)。 (2)用Na2CO3熔融鹽作電解質(zhì)，CO、O2、CO2為原料可組成新型電池。該電池的結(jié)構(gòu)如圖所示： 正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________，電池工作時(shí)物質(zhì)A可循環(huán)使用，A物質(zhì)的化學(xué)式為_(kāi)_______________。 (3)常溫下，濃度均為0.1 mol·L－1的下列五種鈉鹽溶液的pH如下表： 溶質(zhì) CH3COONa Na2CO3 NaClO NaCN pH 8.8 11.6 10.3 11.1 上述鹽溶液的陰離子中，結(jié)合H＋能力最強(qiáng)的是_______

36、_，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，濃度均為 0.01 mol·L－1的下列四種酸的溶液分別稀釋100倍，pH變化最大的是________(填序號(hào))。 a．HCN b．HClO c．CH3COOH d．H2CO3 (4)實(shí)驗(yàn)室中常用NaOH來(lái)進(jìn)行尾氣處理、洗氣和提純。 ①常溫下，當(dāng)300 mL 1 mol·L－1的NaOH溶液吸收4.48 L(折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)SO2時(shí)，所得溶液pH>7，則溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)開(kāi)__________________________。 ②已知幾種離子開(kāi)始沉淀時(shí)的pH如下表： 離子 Fe2＋ Cu2＋ Mg2＋ pH 7.6 5

37、.2 10.4 當(dāng)向含相同濃度Cu2＋、Mg2＋、Fe2＋的溶液中滴加某濃度的NaOH溶液時(shí)，________(填離子符號(hào))先沉淀，Ksp[Fe(OH)2]________Ksp[Mg(OH)2](填“>”、“＝”或“<”)。 答案　(1)2Na＋＋2Cl－2Na＋Cl2↑　制造高壓鈉燈 (2)O2＋4e－＋2CO2===2CO　CO2 (3)CO　c (4)①c(Na＋)>c(HSO)>c(SO)>c(OH－)>c(H＋)　②Cu2＋　< 解析　(2)Na2CO3熔融鹽作電解質(zhì)，導(dǎo)電離子是CO，依據(jù)“正向正、負(fù)向負(fù)”知：正極要產(chǎn)生CO，負(fù)極消耗CO，因而A為CO2。(3)酸性越

38、弱，弱酸根結(jié)合H＋的能力越強(qiáng)。依據(jù)表格數(shù)據(jù)，pH越大，鹽的水解程度越大，對(duì)應(yīng)的弱酸的酸性越弱。(4)反應(yīng)后Na2SO3與NaHSO3的物質(zhì)的量各為0.1 mol，由于pH>7，說(shuō)明Na2SO3中SO的水解程度大于NaHSO3中HSO的電離程度。因而離子濃度為c(Na＋)>c(HSO)>c(SO)> c(OH－)>c(H＋)。 9． (1)Na與S反應(yīng)可以生成多種產(chǎn)物：Na2S，Na2S2，…，Na2S5。已知Na2S2的電子式為 ，則S的電子式為_(kāi)_____________。已知Na2S3＋2HCl===2NaCl＋H2S↑＋2S↓，試寫(xiě)出Na2S5與醋酸反應(yīng)的離子方程式：_______

39、________________。 工業(yè)上常用電解熔融NaCl制Na，事實(shí)上電解許多熔融的鈉的化合物也能制備Na，如NaOH、Na2CO3。試寫(xiě)出電解熔融NaOH的反應(yīng)方程式：______________________； 若電解熔融Na2CO3時(shí)有CO2氣體產(chǎn)生，則陽(yáng)極電極反應(yīng)式為_(kāi)__________________。 (2)已知在金屬活動(dòng)順序表中錫(Sn)位于Fe與Cu之間。為了測(cè)定金屬錫樣品的純度(假定雜質(zhì)不參加反應(yīng))，實(shí)驗(yàn)步驟如下： Ⅰ.將a g金屬錫樣品溶于鹽酸中。 Ⅱ.向上述溶液中加入過(guò)量的FeCl3溶液(發(fā)生的反應(yīng)為Sn2＋＋2Fe3＋===Sn4＋＋2Fe2＋)。

40、 Ⅲ.用b mol·L－1的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2＋，共用去K2Cr2O7溶液m mL。 請(qǐng)回答： ①Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____________________________________________。 ②已知酸性環(huán)境下，Cr2O可被還原為Cr3＋，則Ⅲ中反應(yīng)的離子方程式是 ________________________________________________________________________。 ③樣品中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是__________。(Sn的摩爾質(zhì)量為M g·mol－1，用含a、b、m、M的代數(shù)式表示) 答案　(1) S

41、＋2CH3COOH===2CH3COO－＋H2S↑＋4S↓ 4NaOH(熔融)4Na＋O2↑＋2H2O 2CO－4e－===2CO2↑＋O2↑ (2)①Sn＋2H＋===Sn2＋＋H2↑ ②Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O ③ 解析　(1)類比Na2S2的電子式可知，S中3個(gè)S原子之間形成共用電子對(duì)。已知Na2S3在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)生成H2S和S，可以類比推出Na2S5與醋酸反應(yīng)的離子方程式。電解熔融NaOH時(shí)生成Na及O2；電解熔融Na2CO3時(shí)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成Na，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2和CO2。 (2)①根據(jù)鐵與鹽酸反應(yīng)的方程式

42、寫(xiě)出錫與鹽酸反應(yīng)的方程式：Sn＋2H＋===Sn2＋＋H2↑。 ②鉻被還原成三價(jià)鉻離子，同時(shí)二價(jià)鐵離子被氧化成三價(jià)鐵離子：Cr2O＋6Fe2＋＋ 14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。 ③根據(jù)K2Cr2O7～6Fe2＋～3Sn2＋～3Sn得出錫的質(zhì)量，從而計(jì)算錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。 10．(2013·北京理綜，27)用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的鋁灰制備Al2(SO4)3·18H2O，工藝流程如下(部分操作和條件略)： Ⅰ.向鋁灰中加入過(guò)量稀H2SO4，過(guò)濾； Ⅱ.向?yàn)V液中加入過(guò)量KMnO4溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH約為3； Ⅲ.加熱，產(chǎn)生大量棕色沉淀，靜置

43、，上層溶液呈紫紅色； Ⅳ.加入MnSO4至紫紅色消失，過(guò)濾； Ⅴ.濃縮、結(jié)晶、分離，得到產(chǎn)品。 (1)H2SO4溶解Al2O3的離子方程式是________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)將MnO氧化Fe2＋的離子方程式補(bǔ)充完整： MnO＋Fe2＋＋________===Mn2＋＋Fe3＋＋________。 (3)已知： 生成氫氧化物沉淀的pH Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe

44、(OH)3 開(kāi)始沉淀時(shí) 3.4 6.3 1.5 完全沉淀時(shí) 4.7 8.3 2.8 注：金屬離子的起始濃度為0.1 mol·L－1 根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋步驟Ⅱ的目的：__________________________________________。 (4)已知：一定條件下，MnO可與Mn2＋反應(yīng)生成MnO2。 ①向Ⅲ的沉淀中加入濃HCl并加熱，能說(shuō)明沉淀中存在MnO2的現(xiàn)象是 ________________________________________________________________________。 ②Ⅳ中加入MnSO4的目的是________

45、_________________________________________。 答案　(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O (2)5　8　H＋　5　4　H2O (3)將Fe2＋氧化為Fe3＋，使鐵完全沉淀 (4)①生成黃綠色氣體　②除去過(guò)量的MnO 解析　(1)H2SO4溶解Al2O3的離子方程式為Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，在操作Ⅰ中，F(xiàn)eO·xFe2O3也同時(shí)被溶解，濾液中含有Al3＋、Fe2＋、Fe3＋等。 (2)步驟Ⅰ所得溶液中會(huì)有過(guò)量H2SO4，故反應(yīng)在酸性條件下進(jìn)行，由氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒可知MnO和Fe2＋的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1∶5，然后觀察配平，得MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。 (3)步驟Ⅱ中，加入過(guò)量KMnO4溶液目的是把Fe2＋氧化成易除去的Fe3＋。調(diào)節(jié)pH約為3，由表中數(shù)據(jù)分析可知該條件使Fe3＋完全沉淀而Al3＋不被沉淀，從而達(dá)到分離Fe3＋和Al3＋的目的。 (4)①聯(lián)想Cl2的實(shí)驗(yàn)室制法，很容易分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的意圖，即通過(guò)是否產(chǎn)生Cl2來(lái)判斷沉淀中有無(wú)MnO2。②操作Ⅳ中加入MnSO4，紫紅色消失，說(shuō)明過(guò)量的MnO因加入MnSO4而被轉(zhuǎn)化成沉淀，然后過(guò)濾除去MnO，保證產(chǎn)品的純度。