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文档简介
1、高考化学易错题专题训练-氧化还原反应练习题含详细答案一、高中化学氧化还原反应1.过氧乙酸(CRCOOOH是一种高效消毒剂,具有很强的氧化性和腐蚀性,它可由冰醋酸 与过氧化氢在一定条件下制得;它可以迅速杀灭多种微生物,包括多种病毒(如:SARSW毒、禽流感病毒卜细菌、真菌及芽胞。下面是市售过氧乙酸商品标签:过氯乙酸本品包括甲、乙两种溶涌,体积各5。僦,把甲、乙溶液各1份在玻璃容器中混合后放置 24小时后,其中过氧乙酸浓度小于im”应用50倍纳水稀释保度为02%)为稀释后才能 使用.有关资料:H2O2是极弱的电解质,在酸性介质中才能稳定存在,是一种强氧化剂。过氧乙酸消毒?是由H2O2、H2。、CK
2、COOH及少量H2SC4混合后,反应生成过氧乙酸 (CH3COOOH) CH3CCCCH容易放出氧原子,它与空气中微生物机体作用,达到灭菌目的, 是消毒液的主要成分。(1)某研究性学习小组为了弄清配制过氧乙酸消毒液的甲、乙溶液的主要成分各是什么?进行以下科学探究,请你完成下列相关内容:提出假设:甲溶液的主要成分为 ,乙溶液的主要成分为 。实验验证:取甲、乙两种溶液少许,分别加入几滴 试液,若中假设正确,则 甲溶液的现象为 ,乙溶液的现象为 。(2)有关过氧乙酸的叙述正确的是 (填编号)A.过氧乙酸与羟基乙酸(HCCH2CCCH瓦为同分异构体B.过氧乙酸与苯酚混合使用可增强消毒效果C.过氧乙酸与
3、乙酸属于同系物D.氧元素的化合价为-2价(3)实验室制备少量过氧乙酸,可由冰醋酸和过氧化氢在浓硫酸催化作用下制得,实验装置 和步骤如下:在三颈烧瓶中加入一定量冰醋酸与浓H2SC4的混合液体,再缓缓加入适量 30%的双氧水。不断搅拌并控制 B中混合液的温度为 2030c至反应结束。接入冷凝管和抽气泵,在锥形瓶中收集得到产品。1搅拌器,个接徜气装置D请回答下列问题:仪器C的名称是为更好地控制反应温度,应采用方法是 ;生成过氧乙酸的化学方程式为 ;碘量法分析:取 2.00mL过氧乙酸试小稀释成 100mL,从中取出5.00mL,滴加酸性 KMnO4溶液至恰好粉红色以除去残余H2O2,再加入10mL
4、10%KI溶液和几滴淀粉溶液,摇匀,反应完全后再用 0.1000mol/L的Na2s2O3标准液滴定至终点(反应方程式为 2Na2&O3+l2=Na2&O6+2NaI),共消耗14.30mL Na2s2O3标准液。该样品中过氧乙酸的物质的 量浓度是 mol/L。(结果保留小数点后两位)(提示:CH3COOOH+21+2H+=I2+CHCOOH +F2O)【答案】甲H2O2、H2O、H2SC4乙CH3COOH、H2O 石蕊 甲:溶液先变红后褪色乙:溶液由无色变为红色 A冷凝管(或直形冷凝管)水浴加热 CHCOOH +H2O2 - CH3COOOH + 归。 7.15【解析】【分析】(1)若假设甲
5、溶液的有效成分是 H2C2,则乙溶液的有效成分是 CH3COOOH,根据过氧乙 酸消毒?是由H2O2、H2。、CH3CCCH及少量H2SC4混合后,反应生成过氧乙酸(CH3CCCCH), H2O2是极弱的电解质,在酸性介质中才能稳定存在,则H2SQ应该在甲溶液中,另外两种溶液中的水也是一种主要成分;两溶液都呈酸性,都能使紫色石蕊试液变 红,但是甲溶液中 H2O2漂白作用的会使变红的溶液褪色;(2)结合选项对过氧乙酸 (CH3COOOH)生质判断,(3)由仪器的结构,可知 C为直形冷凝管;控制B中混合液的温度为 2030 C,应采取水浴加热; 结合题中信息,写出生成过氧乙酸的化学反应方程式;CH
6、3COOOH+2-+2H+=l2+CH3COOH +H2O, 2Na2s2O3+|2=Na2&Cte+2NaI,由这两个方程式,确定 关系式:CHCOOOH I22Na2s2。3,计算稀释后 5.00mL溶液中过氧乙酸的物质的量,再计 算原来的2.00mL溶液中的过氧乙酸的物质的量,再根据物质的量浓度定义式计算。【详解】(1)若假设甲溶液的有效成分是 H2O2,则乙溶液的有效成分是 CH3COOOH,根据过氧乙 酸消毒?是由H2O2、H2。、CH3COOH及少量H2SC4混合后,反应生成过氧乙酸(CH3COOOH), H2O2是极弱的电解质,在酸性介质中才能稳定存在,则H2SC4应该在甲溶液中
7、,另外两种溶液中的水更是一种主要成分;两溶液都呈酸性,都能使紫色石蕊试液变 红,但是甲溶液中 H2O2漂白作用的会使变红的溶液褪色;(2)过氧乙酸与羟基乙酸(HOCH2COOH两分子式都是C2H4。3,但结构不同,故互为同分异 构体;过氧乙酸具有强氧化性,而苯酚易被氧化,两者混合发生氧化还原反应,不能增强 消毒效果;过氧乙酸的分子结构中存在过氧根而乙酸中没有,两者结构不相似,不属于同 系物;过氧乙酸中的氧元素有 +2价、+1价;(3)由仪器的结构,可知 C为直形冷凝管;控制B中混合液的温度为 2030C,应采取水浴加热,受热均匀,便于控制温度;乙酸与过氧化氢在浓硫酸、2030c条件下反应生成过
8、氧乙酸 (CH3COOOH)反应的化学方程式为:CH3COOH + HC2 ;二;/ CH3COOOH + HO ;CH3COOOH+2-+2H =I2+CH3COOH +H2O, 2Na2s2O3+l2=Na2&O6+2NaI,由这两个方程式,确定关系式:CHbCOOOH I22Na2&O3,可知稀释后的 5.00mL溶液中过氧乙酸的物质的量是:1 X0.0143LX0.1000mol/L原来2.00mL溶液中的过氧乙酸的物质的量是:21 Ipozc .该该样品中过氧乙酸的物质的量浓度是:一 x 0.0143L x 0.1000mol/L =0.0143mol ,2 5位0.0143僧内0.
9、02Z=7.15 mol/L。【点睛】本题是探究性实验试题,现根据题中的信息去假设,然后分析、得出结论。实验中的数据 处理,借助关系式法,计算所需要的物质的物质的量。2.目前全世界的馍(Ni)消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。馍常用于各 种高光泽装饰漆和塑料生产,也常用作催化剂。碱式碳酸馍的制备:工业用电解馍新液(主要含NiSO4, NiCl2等)制备碱式碳酸馍晶体xNiCO3 yNi(OH)2 - ZH2O,制备流程如图:电解锲新液(1)反应器中的一个重要反应为3NiSO4+3Na2CC3+2H2O=NiCQ 2Ni(OH)2+3Na2SO4+2X, X的化学式为_。(2)物料在
10、反应器中反应时需要控制反应温度和pH值。分析如图,反应器中最适合的pH值为条旗含里飞1SO* 打 2Na 36】伊pH X版荷含附喻(3)检验碱式碳酸馍晶体洗涤干净的方法是测定碱式碳酸馍晶体的组成:为测定碱式碳酸馍晶体xNiCOh yNi(OH)2 - ZH2O组成,某小组设计了如图实验方案及装 置:资料卡片:碱式碳酸馍晶体受热会完全分解生成NiO、CO2 和 H2O实验步骤:检查装置气密性;准确称量3.77g碱式碳酸馍晶体xNiCOs . yNi(OH)2 . ZH2O放在B装置中,连接仪器;打开弹簧夹a,鼓入一段时间空气,分别称量装置C D、E的质量并记录;一;打开弹簧夹a缓缓鼓入一段时间
11、空气;分别准确称量装置 C、D、E的质量并记录;根据数据进行计算(相关数据如下表)装置C/g装置D/g装置E/g加热前250.00190.00190.00加热后251.08190.44190.00实验分析及数据处理:(4) E装置的作用_。(5)补充的实验操作 。(6)通过计算得到碱式碳酸馍晶体的组成_ (填化学式)。馍的制备:基产品Ni碱式微酶镁晶体过量脐(N小母 ftO)溶液操作*气体X和Y(7)写出制备Ni的化学方程式_。【答案】CQ 8.3取最后一次洗涤液 少许,加入HCl酸化的BaC2溶液,若无沉淀 产生,则证明沉淀已经洗涤干净吸收空气中的H2O和CC2关闭弹簧夹a,点燃酒精灯,观察
12、到C中无气泡时,停止加热NiC。 2Ni(OH)2 4H2O2NiCO3 - 2Ni(OH)2 - 4H2O+3N2H4 - H2O=6Ni+3N2 T +2CO T +21H2O【解析】【分析】(1)根据元素守恒分析判断;(2)使各种杂质相对最少的 pH即为最适合的pH ;(3)反应后的滤液中含有硫酸钠,因此检验碱式碳酸馍晶体是否洗涤干净就是检验是否有硫酸根离子残留;(4)根据实验目的和各个装置的作用分析;(5)根据实验目的和前后操作步骤分析;(6)先计算生成水蒸气和 CO2的质量,再根据质量守恒确定化学式;(7)氧化还原反应中电子有得,必有失,根据化合价变化确定生成物,进而配平方程式。【详
13、解】(1)反应器中的一个重要反应为3NiSO4+3Na2CQ+2H2O=NiCQ 2Ni(OH)2+3Na2SC4+2X,反应前Ni原子共3个、S原子共3个、O原子共23个、Na原子6个、C原子3个、H原子4个, 反应后现有:Ni原子3个、S原子共3个、O原子共19个、Na原子6个、C原子1个、H 原子4个,少O原子4个,C原子2个,而这些微粒包含在 2个X分子中,所以X的化学 式为CC2,故答案为:CC2 ;(2)物料在反应器中反应时需要控制反应条件,根据图可知,在 pH=8.3时,各种杂质相对最 少,所以反应器中最适合的pH 8.3,故答案为:8.3 ;(3)反应后的滤液中含有硫酸钠,因此
14、检验碱式碳酸馍晶体是否洗涤干净就是检验是否有硫酸根离子残留,故答案为:取最后一次洗涤液少许,加入HCl酸化的BaC2溶液,若无沉淀产生,则证明沉淀已经洗涤干净;(4)C装置用来吸收碱式碳酸馍晶体受热分解产生的H2O, D装置用来吸收碱式碳酸馍晶体受热分解产生的 CC2, E装置可以防止空气中的 H2O和CO2进入D装置中,影响实验数据 的测定,故答案为:吸收空气中的 H2O和CO2;(5)步骤反应前左侧通空气是为了排尽装置中原有的CQ和水蒸气,避免装置内的CQ和水蒸气造成数据干扰,排空气后,应该开始进行反应,因此步骤的操作为关闭弹簧夹a,点燃酒精灯,观察到 C中无气泡时,说明固体分解完全,停止
15、加热;步骤再打开弹簧 夹a缓缓鼓入一段时间空气,将装置中残留的CQ和水蒸气全部赶入 C、D装置,被完全吸收,故答案为:关闭弹簧夹a,点燃酒精灯,观察到C中无气泡时,停止加热;(6)水的质量为251.08g-250g=1.08g , CO2的质量为190.44g-190g=0.44g ,由于发生的是分解 反应,所以生成的 NiO的质量为3.77g-1.08g-0.44g=2.25g ,则分解反应中水、二氧化碳和NiO的系数比(也就是分子个数比)为即:=6:1:3,1.08g . 0.44g . 2.25g18g/mol 44g/mol 75g/molxNiCO3%Ni(OH)2ZH2O LAJ
16、. 6H20T +CQ T +3NiO,根据元素守f可得可得x=1, y=2, z=4即 xNiCO30Ni(OH)2?zH2O 中 x:y:z 的值 1:2:4,故答案为: NiCO3 2Ni(OH)2 4H2。;(7)NiCO3 2Ni(OH)2 4H2O与N2H4 H2O反应生成Ni, Ni元素得电子,被还原,同时还生成气体X和Y,由第(1)问知X为C6,氧化还原反应有得电子,必有失电子的物质,由此判断另一种气体为N2,根据得失电子守恒、元素守恒配平制备Ni的化学方程式,故答案为:2NiCO3 2Ni(OH)2 4H2O+3N2 H4 H2O=6Ni+3N2 T +2CQT +2IH2O
17、。3.研究证明,高铁酸钾不仅能在饮用水源和废水处理过程中去除污染物,而且不产生任何 诱变致癌的产物,具有高度的安全性。湿法制备高铁酸钾是目前最成熟的方法,实验步骤 如下:A.直接用天平称取 60.5gFe(NO3)3 9H2。、30.0gNaOH、17.1gKOH。B.在冰冷却的环境中向 NaClO溶液中加入固体 NaOH并搅拌,又想其中缓慢少量分批加入 Fe(NO3)3 9H2O,并不断搅拌。C.水浴温度控制在 20 C,用电磁加热搅拌器搅拌1.5h左右,溶液成紫红色时,即表明有Na2FeO4 生成。D.在继续充分搅拌的情况下,向上述的反应液中加入固体NaOH至饱和。E将固体KOH加入到上述
18、溶液中至饱和。保持温度在20 C,并不停的搅拌 15min,可见到烧杯壁有黑色沉淀物生成,即K2FeO4.(1)步骤B中不断搅拌的目的是。步骤C中发生反应的离子方程式为 。由以上信息可知:高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠 (填 大”或 小”。)(2)高铁酸钾是一种理想的水处理剂,与水反应生成6、Fe(OH(胶体)和KOH。该反应的离子方程式为 。高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是 。在提纯 K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用 。A. H2O B.稀KOH溶液、异丙醇C. NH4C1溶液、异丙醇 D. Fe(NO3)3溶液、异丙醇(3)高铁酸钠还可以用电解法制得,其原理可表
19、示为Fe+2NaOH+2H2O 3H2 T +N&FeC4,则阳极材料是 ,电解液为 。(4) 25 c时,Ksp(CaFeQ)=4.536 x-9。若要使 100mL1.0X 103mol/L 的 K2FeO4 溶液中的 c(FeC42-)完全沉淀,理论上要加入 Ca(OH)2的物质的量为 mol。(5)干法制备高铁酸钾的方法是F&O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成黑色高铁酸钾和KNO2等产物。则该方法中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。【答案】使固体充分溶解(或其他合理说法)2Fe3+3ClO-+10OH-=2FeC42-+5H2O+3Cl-小 4FeO42-+10H2O=4Fe(OH
20、)3(胶体)+8OH-+302 T 消毒、净水B 铁 NaOH溶液 4.536 仪 103:1【解析】【分析】(1)搅拌操作可增加固体与液体的接触面积;步骤C中发生反应是 NaClO溶液中加入固体 NaOH和Fe(NO3)3 9H2O,在20c左右,生成 Na2FeO4;在Na2FeO4的浓溶液中加入 KOH固体,有高铁酸钾析出,根据溶解度大的制备溶解度小 的可得;(2)该反应中Fe元素化合价由+6价变为+3价、O元素化合价由-2价变为0价,根据转移电子相等配平方程式;高铁酸钾在铁元素为+6价,有强氧化性,还原产物Fe3+,在水溶K2FeO4水解能起到抑制作用的液中易水解生成氢氧化铁胶体;洗涤
21、剂的选择要求:要对试齐;(3)电解总反应在碱性条件下进行,电解时阳极发生氧化反应,铁失电子生成高铁酸根离 子;(4)根据溶度积常数计算;(5)根据含元素化合价升高的物质为还原剂,含元素化合价降低的物质为氧化剂,并根据得 失电子守恒氧化剂与还原剂的物质的量之比。【详解】B中不断搅拌的目的是使固体充分溶(1)搅拌操作可增加固体与液体的接触面积,则步骤 解;步骤C中中发生反应是 NaClO溶液中加入固体 NaOH和Fe(NO3)3 9H2O,在20c左右,生成 Na2FeO4,此时发生反应的离子方程式为2Fe3+3ClO-+10OH-=2FeO42-+5H2O+3C-;根据题,将 KOH加入Na2F
22、eO4得到K2FeO4,说明高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠小;(2)该反应中Fe元素化合价由+6价变为+3价、O元素化合价由-2价变为0价,其转移电子数为6,根据转移电子相等、电荷守恒配平方程式为4FeQ2-+10H2O=4Fe(OH)3(胶K2FeQ水解体)+3O2f+8OH;高铁酸钾(&FeO4)具有极强的氧化性,是一种优良的水处理剂,起到杀菌消毒作用,形成胶体具有吸附悬浮杂质的作用;洗涤剂的选择要求:要对能起到抑制作用的试剂,在选项中,A能让K2FeO4水解,B中醋酸钠水解显碱性,对K2FeO4水解能起到抑制作用,C和D中的俊根和三价铁离子易水解,且水解后显酸性,对K2FeO4水解能起到促进
23、作用,故选B,故答案为:B;(3)电解总反应在碱性条件下进行,电解时阳极发生氧化反应,铁失电子生成高铁酸根离子,则阳极材料是 Fe,电解液为NaOH溶液;(4)25 C时,CaFeQ 的 Ksp=4.536 X -90 若要使 100mL1.0X 103mol?L-1 的 K2FeO4溶液中的c(FeO42-)完全沉淀,理论上至少要加入的Ca(OH)2的物质的量Ksp4.536 10 9.=2X 0.1L=- mol/L X0.1L=4.536 -5mOQc FeO41.0 10(5)干法制备高铁酸钾的方法是将Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸钾和KNO2等产物,其中氮元
24、素化合价从 +5价降到+3价,得2e-, KNO3为氧化剂,Fe2O3中铁元 素化合价从+3价升到+6价,共失去电子6e-,为还原剂,得失电子相等,则氧化剂与还原 剂的物质的量之比为 3: 1。4. NOx、SO2的处理转化对环境保护有着重要意义。(1)利用反应2NO(g)+2CO(g) = N(g) + 2CO2(g),可实现汽车尾气的无害化处理。一定条件下进行该反应,测得 CO的平衡转化率与温度、起始投料比mm= nN0的关系如图in(CO)所示。该反应的AH 0(填“ ” “m2m3C.当投料比 m=2时,NO转化率是CO转化率的2倍D.汽车排气管中的催化剂可提高NO的平衡转化率随着温度
25、的升高,不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为 。(2)若反应2NO(g)+2CO(g)=qg)+2CQ(g)的正、逆反应速率可表示为:v ”k正 c2(NO) - c2(CO); v逆=k逆 c (N2) c2(CO2), k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,仅与温度有关。一定温度下,在体积为1L的容器中加入2molNO和2molCO发生上述反应,测得CO和CO2物质的量浓度随时间的变化如图2所示,则a点时v正:v逆=。(3)工业生产排放的烟气中同时存在SQ、NOx和CO,利用它们的相互作用可将SC2、NOx还原成无害物质,一定条件下得到以下实验结果。图3为298K各气体分压(气体的物
26、质的量分数与总压的乘积)与CO物质的量分数的关系,图 4为CO物质的量分数为2.0% 时,各气体分压与温度的关系。下列说法不正确的是 (填字母)。A.不同温度下脱硝的产物为N2,脱硫的产物可能有多种B.温度越高脱硫脱硝的效果越好C. NOx比SQ更易被CO还原D.体系中可能发生反应:2COS = S+ 2CO; 4CO2+& = 4CO+ 2SO2(4) NH3催化还原氮氧化物是目前应用最广泛的烟气脱硝技术。用活化后的V2O5作催化剂,NH3将NO还原成N2的一种反应历程如图 5所示,则总反应方程式为 。o A T )T I-LI? Ti *口c J, c A cH 5恨气磕小憎d UN力反应
27、历h(5)用间接电化学法去除烟气中 NO的原理如图6所示,则阴极的电极反应式为【答案】v AB温度较高时,温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡移动的影32一十一 2响 160: 1 B 4NR+4NO+O24N2+6H2O 2SO2+4H+2e =&d2+2H2O【解析】【分析】由图象可知,起始投料比 m一定时,CO的平衡转化率随温度的升高而降低;A.起始投料比m 一定时,而反应中 NO、CO的变化量相同,体系中 CQ和CO物质的量 浓度之比保持不变,即体系中CQ、CO物质的量浓度不变,据此判断;B.由图象可知,温度一定时,增大 NO浓度,CO转化率增大;C.根据转化率“变化量与起始量的
28、比值和反应中NO、CO的变化量相同分析判断;D.催化剂不能改变反应进程,只改变反应速率;由图象可知,不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近,主要原因是温度的影响起主导作用,投料比不同的影响为次要因素;(2)反应达到平衡时vMk/c2(NO)c2(CO)=v逆=k逆?c(N2)c2( CQ),则平衡常数K=K正 ,,人 以 lh ,、r - z. _ , ,1 g b -J 人、 八、,4,结合反应三段式计算平衡常数K和a点时各物质的浓度,代入 v正、v逆计算v正:vK逆逆;(3)A.由图可知,NOx还原成无害物质为氮气,脱硫的产物可能有多种,与温度有关;B.温度高于1000 c时二氧化硫的含量增
29、大,说明温度越高不利于脱硫;C.根据图3,随CO物质的量分数增大,还原 NOx生成氮气曲线斜率变化比较小,而还原SC2需要CO物质的量分数较大时才能将 SC2从烟气中分离;D.根据图4, COS分压曲线随温度升高减小,&、CO分压增大,继续升高温度,S2、CQ分压减小,CO分压增大;(4)用活化后的V2O5作催化剂,NH3将NO还原成N2,同时生成水,原子守恒配平书写化学 方程式;阴极通入的SQ2-发生得电子的还原反应生成 S2O42-。【详解】(1)由图象可知,起始投料比m 一定时,温度越高,CO的平衡转化率越低,即升高温度平衡逆向移动,所以正反应放热,即4Hv 0;A.反应正向进行时 CO
30、2增多而CO减少,说明未达到平衡时二者比值会变,所以体系中CQ和CO物质的量浓度之比保持不变,反应达到平衡状态,故 A正确;B.由图象可知,温度一定时,增大 NO浓度,CO转化率增大,即起始投料比 m越大时,CO转化率越大,所以投料比:mim2m3, 故 B 正确;C.由反应计量关系可知,反应中所以平衡转化率与起始量成反比, 错误;八、八日上 洎耗量 , NO、CO的变化量相同,平衡转化率”=十口以目X100%起始量即投料比m=2时CO转化率是NO转化率的2倍,故CD.催化剂不能改变反应进程,只改变反应速率,所以 NO的平衡转化率不变,故 D错 误; 故答案为:AB;由图象可知,不同投料比下
31、CO的平衡转化率趋于相近,随温度逐渐升高,温度的影响 起主导作用,即温度较高时,温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡移动的影 响;(2)平衡时三段式为:2NO g +2CO g ? N2 g +2CO2 g起始(molgL-1)2200转化(molgL-1)1.61.60.81.6平衡(molgL-1)0.40.40.81.6平衡时正逆反应速率相等即k正?c2(NO)c2(CO)= k逆?c(N2)c2(CO2),所以22kc N2 c CO2 _ 1.6 0.8丁一c2 NO c2 CO - 0.42 0.42 =80;a点时反应三段式为:2NO g +2CO g ? N2 g +2C
32、O2 g起始(molgL-1)2200转化(molgL-1)2x2xx2x平衡(molgL-1)2-2x2-2xx2xa 点时 c(CO)=c(CO),则 2-2x=2x,解得 x=0.5,所以 a 点时 c(CO)=c(CO)=c(NO)=1mol/L,vkEc(N2)=0.5mol/L ,所以 一= v逆榻2211 c k正一 ,1=2=2K =160 即 vie: v逆=160: 1;10.5k 逆(3)A.由图可知,NOx还原成无害物质为氮气,脱硫的产物可能有多种,与温度有关,故 A 正确;B.温度高于1000 c时二氧化硫的含量增大,说明温度越高不利于脱硫,故 B错误;C.根据图3,
33、随CO物质的量分数增大,还原 NOx生成氮气曲线斜率变化比较小,而还原SQ需要CO物质的量分数较大时才能将 SQ从烟气中分离,说明 CO更易与NOx反应,则NOx比SQ更易被CO还原,故C正确;D.根据图4, COS分压曲线随温度升高减小, 及、CO分压增大,继续升高温度, S2、CO2 分压减小,CO分压增大,说明体系中可能发生反应: 2COS?S2+2CO; 4CQ+&?4CO+2SQ,故D正确;故答案为:B;(4)活化后的V2O5作催化剂,NH3将NO还原成N2,还生成水,反应为V2O54NH3+4NO+O2=4N2+6H2O;(5)阴极上亚硫酸根离子得到电子,阴极的电极反应式为2SO3
34、2-+4H+2e-=&O42-+2H2O。5. C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题,科研工作者正在研究用各种化学方法来消除 这些物质对环境的影响。(1)CO2的重整用CQ和H2为原料可得到 CH4燃料。已知: CH4 (g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) AH=+247kJ/mol CH4 (g)+H2O(g尸CO(g)+3C(g) H2=+205kJ/mol写出CO2重整的热化学方程式: 。(2) “亚碳酸盐法”吸收烟中的SC2将烟气通入1.0mol/L的Na2SC3溶液,若此过程中溶液体积不变,则溶液的pH不断(填 减小”不变”或 增大)。当溶液pH约为6时,吸收SC2的能
35、力显著下降,应更换 吸收剂,此时溶液中c(SC32-) =0.2mol/L ,则溶液中c(HSC3-) =。室温条件下,将烟气通入 (NH4)2SC3溶液中,测得溶液 pH与各组分物质的量分数的变化关系如图:b点时溶液pH=7,则n(NH4+): n(HSC3 )= 。(3)催化氧化法去除 NO。一定条件下,用 NH3消除NO污染,其反应原理4NH3+6NO5N2+6H2O。不同温度条件下,n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4:1、 3:1、1:3时,得到NO脱除率曲线如图所示:M0 1000 IMC TT曲线a中,NO的起始浓度为6X1C4mgm-3,从A点到B点经过0.8s,该时
36、间段内NO的 脱除速率为 mgm-3s-1。曲线b对应NH3与NO的物质的量之比是 。(4)间接电化学法除 NO。其原理如图所示:写出阴极的电极反应式(阴极室溶液呈酸性)。吸收池中除去 NO的原理(用离子方程式表示)。杵 啰 结-x 10【答案】CQ(g)+4H2(g尸CH4(g)+2H2O(g) H=-163kJ/mo1 减小 1.6mol/L 3:1 1.53:1 2HSO3+2e +2H =S2O2- 2H2O 2NO+2S2O4 2H2O N2 4HSO3【解析】【分析】(1)已知: CH4 (g)+CQ(g)=2CO(g)+2H2(g) Hi=+247k/mol ,CH4(g)+H2
37、O(g尸CO(g)+3吨(g) H2=+205k/mol ,根据盖斯定律, 崎NSChLig【答案】化学能一电能一热能+22H+=8Li+8Co2+2SO42-+11H2O C2H2 NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3 J 8LiCoO2+ aO32-NaOH溶液或氢氧化钠固体1. 09X l0-6mol/ L2905006C02O34C03O4+ 02 T 蒸发浓缩趁热过滤【解析】【分析】正极材料主要由Al和LiCoQ组成,LiCoO2属于盐类,由复分解反应的条件可判断,其与 NaOH溶液混合不发生反应,故“碱浸”过程中只有Al和NaOH反应生成偏铝酸钠和氢气,过滤得到滤
38、渣为 LiCo6; “酸浸”时反应物有 LiCoQ、硫酸和Na2s2。3溶液,依据“沉钻”产物为 Co(OH)2可判断,反应后钻元素的价态从 +3价降为+2价,依据氧化还原 反应规律以及工艺中最后还可获得 Na2SO4 10H2O副产品,可推知S元素价态升高并转化 为SO2-;之后调节pH值得到Co(OH)2沉淀,再加入碳酸钠溶液调节 pH值沉锂,得到碳 酸锂和母液,母液结晶得到 Na2SO4 . 10H2Oo【详解】(1)依据“电池短路而放电” “溶液温度升高”两项信息,即可判断废旧电池的处理过程中 能量的主要转化方式为化学能一电能一热能;(2)依题中信息可知,正极材料主要由Al和LiCoO
39、2组成,LiCoQ属于盐类,由复分解反应的条件可判断,其与 NaOH溶液混合不发生反应,故“碱浸”过程中只有 Al和NaOH反应,生成NaAlO2和H2; “过滤”所得滤液用适量盐酸处理可以得到氢氧化铝,方程式为NaAlO2+HC+H2O=NaCl+Al(OH)3 J ;(3)根据分析可知“酸浸”时Na2&O3被氧化为SQ2-, Co元素被还原,结合电子守恒和元素守恒可知离子反应方程式为:8LiCoO2+ S2O32-+22H+=8Li+8Co2+2SQ2-+11H2O;加入的Na2s2O3起还原作用,用一定浓度的盐酸替代“N32&O3溶液和硫酸”,也能实现酸浸目的,可知该反应中,盐酸也起了还
40、原剂的作用,氧化产物为会污染环境的C2;(4)结合“沉锂”后母液中还可以获得Na2SO4 - 10H2O,可知用的试剂为 NaOH溶液或固体;溶液 pH=9.5,则溶液中 c(OH)=10-4.5mol/L,带入 Ksp Co( OH) 2= c2(OH-)- c( Co2+)=1.09 xl0-15 求得 c(Co2+)=1.09xl0-6mol/L;(5)从图中信息可知,加热前的反应物为 Co( OH) 2 ( 0.930g),其物质的量为0. 01mol,依 据钻元素的量不变可知:n(Co)=0. 01 mol, m(Co)=0. 590g,温度升温290c时,转化为 氧化物为 CQO3
41、;同理可以确定 500c时,n(O)= 0.803g-0.590gp 0.0133mol,则生成的氧0.830g某种钻的氧化物,该氧化物中,n(O)=0.830g-0.590g16g/mol=0.015mol,由此可以确定该16g/mol化物为CO3O4;所以290c500c过程中,CO2O3转化为CO3O4,反应过程中,Co元素化合价降低。氧元素化合价升高并转化为。2,故反应的化学方程式为290500 c6C02O34CO3O4+ O2 T ;(6)分析溶解度曲线可知 LiCQ微溶,其溶解度随温度升高而降低,为了提高锂元素的回收率,同时防止硫酸钠析出,应采用蒸发浓缩(减少溶剂)并在较高温度下
42、趁热过滤等操作。【点睛】热重分析法是常用的定量分析方法,通过分析热重曲线,可以推测物质的热稳定性、加热反应生成的产物等相关信息。第5题解题关键是抓彳受热过程中Co元素的量不变,利用图中数据信息,确定分解所得氧化物中钻、氧元素的物质的量之比,从而确定不同温度下生成的氧化物的组成,写出反应的化学方程式。7.实验室可由软镒矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4,方法如下:高温下使软镒矿与过量KOH(s和KCQ(s)反应,生成K2MnO4 (镒酸钾)和KCl用水溶解,滤去残渣;酸化滤 液,K2MnO4转化为MnO2和KMnO4;再滤去沉淀 MnO2,浓缩结晶得到 KMnO4晶体。请回答:(1)用软镒矿
43、制备 K2MnO 4的化学方程式是中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可知氧化性为KMnO4K2MnO4 MnO2,故答案为 1: 2; 0.2Na或 6.02 X 希;KMnO4K2MnO4MnO2;(3) KMnO4能与热的Na2c2。4 (aq,硫酸酸化)反应生成 Mn2+和CO2,设KMnO4的纯度为x,则由电子守恒可知,答案为0.958.0.165gx (7-2)= 0.335g2(4-3),解得 x=0.958,故122.5g/mol 134g/mol8.含铭(+6价)废水严重危害人体健康,工业上常用还原法进行处理。其部分工艺流程如 下:鼻眼还麻卅 碳;(1)废水中,六价铭以 C
44、rO42 ;或者Cr2O72 一的形式存在,写出其相互转化的离子方程式。我国常用NaHSQ做还原剂,写出还原池中反应的离子方程式 。(2)废水中残留六价铭的浓度随溶液pH变化如图所示。实际生产中需控制pH=2.53.0,原因可能是。工$ 1 N 5 10 30史度时间/min(3)沉淀池中生成 Cr(OH)3的颗粒太细,为促使其更好地沉淀,可采取的措施是 。(4)我国规定,工业废水中含Cr(VI)量的排放标准为0.1 mg/Lo已知:Cr的相对原子质量为52, Kap(BaCrO4)= 1.2 X 10。若用Ba除去废水中的CrO42 ,达到废水排放标准时,废水 中Ba*浓度最低为 mol/L
45、(保留小数点后2位)。用Ba2+除去废水中的CrO2一是 否可行,为什么?请简要回答。 【答案】2CrO42- +2H.-*Cr2O72-+HzO 3HSO +Cr2O2-+5H+=2Cr3+3SO2-+4H2O 溶液中 pH 越高, 废水中六价需残留越多;溶液中pH越低,会腐蚀设备管道加入絮凝剂6.24 X10-5mol/L 不可行,因为废水中含有Ba2+,同样有毒【解析】【分析】(1)由工艺流程可知,加酸可以使CrO42-转化为C2O72-,还原池中,Cr2O72-在酸性条件下将HSO3T氧化生成SO42-,本身被还原为Cr3+;(2)由图可知,溶液中 pH越大废水中残留六价铭的浓度越大,
46、而溶液中 pH越小,酸性 越强,可能会腐蚀设备管道;(3)沉淀池中生成 Cr(OH)3的颗粒太细,可向沉淀池中加入絮凝剂;(4)由溶度积计算可得;Ba2+在溶液中有毒。【详解】(1)由工艺流程可知,加酸可以使CrO42-转化为C2O72-,转化的离子方程式为 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O;还原池中,Cr2O72-在酸性条件下将HSQ一氧化生成SQ2-,本身被还 原为 Cr3+,反应的离子方程式为 3HSO3 +Cr2O72-+5H+=2Cr3+3SC42-+4H2O,故答案为:2CrO42- +2H Cr2O72-+H2O; 3HSQ +Cr2O72-+5H+=2Cr3+3SO
47、42-+4H2O;(2)由图可知,溶液中 pH越大废水中残留六价铭的浓度越大,而溶液中pH越小,酸性越强,可能会腐蚀设备管道,所以实际生产中需控制pH=2.53.0,故答案为:溶液中 pH越高,废水中六价需残留越多;溶液中 pH越低,会腐蚀设备管道;(3)沉淀池中生成 Cr(OH)3的颗粒太细,可向沉淀池中加入絮凝剂,使Cr(OH)3更好地沉淀,故答案为:加入絮凝剂;(4)达到废水排放标准时,CrO42一的浓度为;L1=二&mo|/L,则溶液中Ba2+浓度为Ksp BaCrq1.2 10 105qcrO1)=。八=6.24 X 105 mol/L ;Ba2在溶液中有毒,则用Ba2+除去废水中的
48、CrO42是不可行的,故答案为:6.24X105 mol/L;不可行,因为废水中含有Ba2 ,同样有毒。9 .草酸亚铁晶体(FeQ04 2H2O)常用做分析试剂及显影剂等。下图是将一定质量的草酸亚铁在僦气气氛中进行热重分析示意图(TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数)。请回答下列问题:(l)B处时残留物的化学式为 。(2)A -C整个反应过程中总反应的化学方程式为 。(3)取上述分解得到的 600 c时的固体放在空气中继续加热时其质量增加,发生反应的化学方程式为 。由此说明上述 FeG04 2H2O在僦气气氛中进行热重分析的原因是(4)若将分解得到的600 c时的固体与足量的稀硫酸反应后,将溶液浓缩、冷却,有带 7个 结晶水的晶体析出,该晶体的化学式为 ,该晶体与草酸亚铁晶体分解有类似, 得到四种氧化物且物质的量之比为1:1:1:14,则该化学方程式为 。AA【答案】FeC2O4 FeQ04 2H2。- FeO +COT +COT +2H2O 6FeO+Q_2Fe3O4 防止 FeO在力口A热过程中被
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