新編高考化學(xué)21題等值模擬【第16題】及答案

新編高考化學(xué)備考資料第十六題概念、理論組合題題組一實(shí)際生產(chǎn)中的速率平衡問題1 (2013·新課標(biāo)全國卷，28)二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體，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)H190.1 kJ·mol1(ii)CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H249.0 kJ·mol1水煤氣變換反應(yīng)：(iii)CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H341.1 kJ·mol1二甲醚合成反應(yīng)：(iv)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H424.5 kJ·mol1回答下列問題：(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_。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理，分析增加壓強(qiáng)對(duì)直接制備二甲醚反應(yīng)的影響_。(4)有研究者在催化劑(含CuZnAlO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)，其能量密度高于甲醇直接燃料電池(5.93 kW·h·kg1)。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_，一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過電化學(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·h3.6×106J)。答案(1)Al2O3(鋁土礦)2NaOH=2NaAlO2H2O、NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3、2Al(OH)3Al2O33H2O(2)消耗甲醇，促進(jìn)甲醇合成反應(yīng)()平衡右移，CO轉(zhuǎn)化率增大；生成的H2O，通過水煤氣變換反應(yīng)()消耗部分CO，CO轉(zhuǎn)化率增大(3)2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H204.7 kJ·mol1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)CH3OCH312e3H2O=2CO212H12÷(3.6×106 J·kW1·h1)8.39 kW·h·kg1解析(2)要解答轉(zhuǎn)化率影響問題，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()和()，如何建立反應(yīng)()與()、()的聯(lián)系，是解答該題的關(guān)鍵點(diǎn)。()中消耗的CH3OH恰是()的生成物，減少生成物的濃度，平衡右移，CO的轉(zhuǎn)化率增大；()中的產(chǎn)物H2O恰是()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()和()，用()×2()即可得目標(biāo)方程式：2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H204.7 kJ·mol1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)寫電極反應(yīng)時(shí)應(yīng)注意：酸性條件；CH3OCH3中碳的化合價(jià)為2價(jià)；氧化產(chǎn)物為CO2；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EqU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·kW1·h1)8.39 kW·h·kg1。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)：2NH3(l)H2O(l)CO2(g)(NH4)2CO3(aq)H1反應(yīng)：NH3(l)H2O(l)CO2(g)NH4HCO3(aq)H2反應(yīng)：(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g)2NH4HCO3(aq)H3請(qǐng)回答下列問題：(1)H3與H1、H2之間的關(guān)系是：H3_。(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，測得容器中CO2氣體的濃度。然后分別在溫度為T2、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)過相同時(shí)間測得CO2氣體濃度，得到趨勢圖(見圖1)。則：H3_0(填“”、“”或“”)。在T1T2及T4T5兩個(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，其原因是_。反應(yīng)在溫度為T1時(shí)，溶液pH隨時(shí)間變化的趨勢曲線如圖2所示。當(dāng)時(shí)間到達(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中畫出t1時(shí)刻后溶液的pH變化總趨勢曲線。圖2(3)利用反應(yīng)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_(寫出2個(gè))。(4)下列物質(zhì)中也可以作為CO2捕獲劑的是_。ANH4Cl BNa2CO3CHOCH2CH2OH DHOCH2CH2NH2答案(1)2H2H1(2)T1T2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被捕獲的量隨溫度升高而提高。T4T5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)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)問題。(1)根據(jù)蓋斯定律，由反應(yīng)×2減反應(yīng)可得：(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g)2NH4HCO3(aq)，則有H32H2H1。(2)由圖1可知，當(dāng)溫度為T3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，說明平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則有H3<0。在T1T2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T4T5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。t1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)等來吸收。3 (2013·天津理綜，10)某市對(duì)大氣進(jìn)行監(jiān)測，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 m的懸浮顆粒物)，其主要來源為燃煤、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)回答下列問題：(1)將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。若測得該試樣所含水溶性無機(jī)離子的化學(xué)組分及其平均濃度如下表：離子KNaNHSONOCl濃度/mol·L14×1066×1062×1054×1053×1052×105根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷PM2.5的酸堿性為_，試樣的pH_。(2)為減少SO2的排放，常采取的措施有：將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。已知：H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJ·mol1C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJ·mol1寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。洗滌含SO2的煙氣。以下物質(zhì)可作洗滌劑的是_。aCa(OH)2bNa2CO3cCaCl2dNaHSO3(3)汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化：已知汽缸中生成NO的反應(yīng)為N2(g)O2(g)2NO(g)H0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，測得NO為8×104mol。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_。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H0，簡述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù)：_。目前，在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NO的污染，其化學(xué)反應(yīng)方程式為_。答案(1)酸性4(2)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJ·mol1ab(3)4×106溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡右移該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)，任何溫度下均不自發(fā)進(jìn)行2CO2NO2CO2N2解析(1)待測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(OH)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)1.0×104mol·L1，pH4(2)由蓋斯定律下式減去上式可得：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJ·mol1。SO2為酸性氣體，可用堿性溶液來吸收。(3)由N2(g)O2(g)2NO(g)起始(mol)0.80.20平衡(mol)0.84×1040.24×104 8×104K4×106。由于H0，S0，所以(HTS)0，該反應(yīng)無法自發(fā)進(jìn)行。由題意知產(chǎn)物應(yīng)為CO2和N2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO2NO2CO2N2。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：用光電池電解水時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為_。1520%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。已知，CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H725.5 kJ·mol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ·mol1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)在恒溫、恒容的密閉容器中，下列描述能說明上述反應(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13d體系中的氣體的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化已知一定壓強(qiáng)下，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率見下表：投料比500 K600 K700 K1.545%33%20%xabc上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為_。該反應(yīng)的焓變H_0(填“>”、“<”或“”，下同)，若使a>45%，則x_1.5。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，測得平衡時(shí)CH3OCH3為0.5 mol，則該反應(yīng)的反應(yīng)速率v(CO2)_mol·L1·min1，H2的轉(zhuǎn)化率(H2)_；加入催化劑，v(CO2)_(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，(H2)_。答案(1)4OH4e=O22H2O酸CO2(g)3H2(g)=CH3OH(l)H2O(l)H131.9 kJ·mol1(2)bd或<>0.150%增大不變解析(1)類比NH4Cl溶液的酸、堿性判斷。(2)關(guān)注化學(xué)方程式的特點(diǎn)：H2O是液態(tài)，其余物質(zhì)為氣態(tài)，正向氣體物質(zhì)的量減少。升高溫度，CO2的轉(zhuǎn)化率減小，說明平衡逆向移動(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。應(yīng)用“三段式”列出各物質(zhì)的“始、轉(zhuǎn)、平”的量，可順利解決問題。5 CO2和CH4是兩種重要的溫室氣體，通過CH4和CO2反應(yīng)來制造更高價(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)的量占總氣體物質(zhì)的量的百分?jǐn)?shù))如下表：物質(zhì)CH4CO2COH2體積分?jǐn)?shù)0.10.10.40.4此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K_。已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJ·mol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2.8 kJ·mol12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566.0 kJ·mol1反應(yīng)CO2(g)CH4(g)2CO(g)2H2(g)H_。(2)以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑，可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸。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。250300 時(shí)，乙酸的生成速率減小的原因是_。為了提高該反應(yīng)中CH4的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是_。將Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的離子方程式為_。(3)以CO2為原料可以合成多種物質(zhì)。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=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。寫出聚碳酸酯的結(jié)構(gòu)簡式：_。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_。答案(1)64247.3 kJ·mol1(2)催化劑的催化效率降低增大反應(yīng)壓強(qiáng)或增大CO2的濃度3Cu2Al2O432H2NO=6Cu26Al32NO16H2O(3)CO28e6H2O=CH48OH解析(1) CO2(g)CH4(g)2CO(g)2H2(g)開始/mol 6 6 0 0轉(zhuǎn)化/mol x x 2x 2x平衡/mol 6x 6x 2x 2x0.4，解得x4K64用(1)式(2)式×2(3)式×2即可得目標(biāo)方程式。(2)從圖像看出，250300時(shí)隨催化效率的下降，反應(yīng)速率明顯下降。CO2合成乙酸的化學(xué)方程式為CH4CO2CH3COOH，正向?yàn)闅怏w體積縮小的化學(xué)反應(yīng)。Cu2Al2O4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)類比乙烯的加聚反應(yīng)。Cu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。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量的_(填化學(xué)式)，至沉淀不再產(chǎn)生后，再加入過量的Na2CO3和NaOH，充分反應(yīng)后將沉淀一并濾去。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)濾液中仍含有一定量的SO，其原因是_已知：Ksp(BaSO4)1.1×1010、Ksp(BaCO3)5.1×109。該法工藝原理示意圖如下。其過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_。(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ClO2。完成反應(yīng)的化學(xué)方程式：_(D)_24NaClO312H2SO4=ClO2CO218H2O_。(3)ClO2和Cl2均能將電鍍廢水中的CN氧化為無毒的物質(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)BaCl2BaSO4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)H2、Cl22NaClO34HCl=2ClO2Cl22NaCl2H2O(2)C6H12O624NaClO312H2SO4=ClO2CO218H2ONa2SO4(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)題的關(guān)鍵。(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)。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)生器中出來的氣體進(jìn)入了氯化氫合成塔可知，NaClO3與HCl反應(yīng)除生成ClO2外還有Cl2，可寫出化學(xué)方程式2NaClO34HCl=2ClO2Cl22NaCl2H2O。(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 Cl22Cl轉(zhuǎn)移2 mol e，1 mol ClO2Cl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52。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)的量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系曲線如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：(1)工業(yè)上制取漂白液的化學(xué)反應(yīng)方程式為_；(2)寫出t1時(shí)發(fā)生反應(yīng)生成ClO的化學(xué)方程式：_；(3)t3t4之間，混合溶液的堿性減弱，可能的原因是_；(4)t2t4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MnO2Zn電池類似，NaClO和Zn也可以組成高效堿性電池，其放電時(shí)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式是_。答案(1)Cl22NaOH=NaClNaClOH2O(2)3Cl26NaOH5NaClNaClO33H2O(3)HClO3的酸性大于HClO，ClO濃度減小，ClOH2OHClOOH的平衡向左移動(dòng)，OH的濃度減小，堿性減弱。(4)3ClO2ClClO(5)ZnNaClOH2O=Zn(OH)2NaCl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，可寫出化學(xué)方程式。(3)注意審題，一是問題要求解釋“混合溶液堿性減弱的主要原因”，二是圖像信息t3t4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題。(4)觀察曲線發(fā)現(xiàn)t2t4之間n(ClO)增大，結(jié)合氧化還原反應(yīng)原理，推測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)用配平方法寫出：3ClO2ClClO。(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_(用離子方程式表示)。鈉可用于_(寫出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_，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_。(3)常溫下，濃度均為0.1 mol·L1的下列五種鈉鹽溶液的pH如下表：溶質(zhì)CH3COONaNa2CO3NaClONaCNpH8.811.610.311.1上述鹽溶液的陰離子中，結(jié)合H能力最強(qiáng)的是_，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，濃度均為0.01 mol·L1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))。aHCN bHClOcCH3COOH dH2CO3(4)實(shí)驗(yàn)室中常用NaOH來進(jìn)行尾氣處理、洗氣和提純。常溫下，當(dāng)300 mL 1 mol·L1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。已知幾種離子開始沉淀時(shí)的pH如下表：離子Fe2Cu2Mg2pH7.65.210.4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，KspFe(OH)2_KspMg(OH)2(填“>”、“”或“<”)。答案(1)2Na2Cl2NaCl2制造高壓鈉燈(2)O24e2CO2=2COCO2(3)COc(4)c(Na)>c(HSO)>c(SO)>c(OH)>c(H)Cu2<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_。已知Na2S32HCl=2NaClH2S2S，試寫出Na2S5與醋酸反應(yīng)的離子方程式：_。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，則陽極電極反應(yīng)式為_。(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：.將a g金屬錫樣品溶于鹽酸中。.向上述溶液中加入過量的FeCl3溶液(發(fā)生的反應(yīng)為Sn22Fe3=Sn42Fe2)。.用b mol·L1的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2，共用去K2Cr2O7溶液m mL。請(qǐng)回答：中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_。已知酸性環(huán)境下，Cr2O可被還原為Cr3，則中反應(yīng)的離子方程式是_。樣品中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_。(Sn的摩爾質(zhì)量為M g·mol1，用含a、b、m、M的代數(shù)式表示)答案(1) S2CH3COOH=2CH3COOH2S4S4NaOH(熔融)4NaO22H2O2CO4e=2CO2O2(2)Sn2H=Sn2H2Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O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，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2和CO2。(2)根據(jù)鐵與鹽酸反應(yīng)的方程式寫出錫與鹽酸反應(yīng)的方程式：Sn2H=Sn2H2。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：Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O。根據(jù)K2Cr2O76Fe23Sn23Sn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)：.向鋁灰中加入過量稀H2SO4，過濾；.向?yàn)V液中加入過量KMnO4溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH約為3；.加熱，產(chǎn)生大量棕色沉淀，靜置，上層溶液呈紫紅色；.加入MnSO4至紫紅色消失，過濾；.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：MnOFe2_=Mn2Fe3_。(3)已知：生成氫氧化物沉淀的pHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3開始沉淀時(shí)3.46.31.5完全沉淀時(shí)4.78.32.8注：金屬離子的起始濃度為0.1 mol·L1根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋步驟的目的：_。(4)已知：一定條件下，MnO可與Mn2反應(yīng)生成MnO2。向的沉淀中加入濃HCl并加熱，能說明沉淀中存在MnO2的現(xiàn)象是_。中加入MnSO4的目的是_。答案(1)Al2O36H=2Al33H2O(2)58H54H2O(3)將Fe2氧化為Fe3，使鐵完全沉淀(4)生成黃綠色氣體除去過量的MnO解析(1)H2SO4溶解Al2O3的離子方程式為Al2O36H=2Al33H2O，在操作中，F(xiàn)eO·xFe2O3也同時(shí)被溶解，濾液中含有Al3、Fe2、Fe3等。(2)步驟所得溶液中會(huì)有過量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15，然后觀察配平，得MnO5Fe28H=Mn25Fe34H2O。(3)步驟中，加入過量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)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，即通過是否產(chǎn)生Cl2來判斷沉淀中有無MnO2。操作中加入MnSO4，紫紅色消失，說明過量的MnO因加入MnSO4而被轉(zhuǎn)化成沉淀，然后過濾除去MnO，保證產(chǎn)品的純度。