- 氮族元素简介
- 共57题
回答下列问题。
18.Ⅰ.工业上用电解饱和食盐水制取烧碱和氯气。用于电解的食盐水需要先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等离子。其除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的 (填化学式),至沉淀不再产生后,再加过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后沉淀后将沉淀一并滤去。经过检测发现滤液中仍然含有一定量的SO42-,其原因是 。
[已知:、
]
19.(1)向含SO42-、CO32-等的溶液中滴加BaCl2溶液,当BaCO3开始沉淀时,溶液中为 (保留三位有效数字)。
(2)已知:重晶石(BaSO4)高温煅烧可发生一系列反应,其中部分反应如下:
BaSO4(s)+4C(s)BaS(s)+4CO (g) △H=+571.2kJ·mol-1
BaS(s)Ba(s)+S(s) △H=+460kJ·m
ol-1
2C(s)+O2(g)2CO(g) △H=-221kJ·mol-1
则Ba(s)+S(s)+2O2(g)BaSO4(s) △H= 。
20.Ⅲ.工业尾气SO2有多种吸收和处理方法。
(1)亚硫酸钠吸收法写出Na2SO3溶液汲收SO2的离子方程式 。
(2)电化学处理法
①如图所示,Pt(1)电极的反应式为 。
②当电路中转移0.02mole-时(较浓H2SO4尚未排出),交换膜左侧溶液中约增加 mol离子。
正确答案
Ⅰ BaCl2;
BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当向溶液中加入大量CO32―时,一部分BaSO4(s)转化为BaCO3(s),BaSO4(s)+CO32―(aq)BaCO3(s)+SO42―(aq),导致溶液含有一定量SO42―
解析
Ⅰ工业上用电解饱和食盐水制取烧碱和氯气。用于电解的食盐水需要先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等离子。其除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的BaCl2,至沉淀不再产生后,再加过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后沉淀后将沉淀一并滤去。经过检测发现滤液中仍然含有一定量的SO42-,BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当向溶液中加入大量CO32―时,一部分BaSO4(s)转化为BaCO3。
考查方向
解题思路
BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大。
正确答案
(1)0.0216
(2)-1473.2kJ/mol
解析
(1)向含SO42-、CO32-等的溶液中滴加BaCl2溶液,当BaCO3开始沉淀时,溶液中为0.0216
(2)已知:BaSO4(s)+4C(s)BaS(s)+4CO (g) △H1=+571.2kJ·mol-1
BaS(s)Ba(s)+S(s) △H2=+460kJ·m
ol-1
2C(s)+O2(g)2CO(g) △H3=-221kJ·mol-1
则Ba(s)+S(s)+2O2(g)BaSO4(s) △H=-1/2△H1-△H2+△H3。
考查方向
解题思路
(1)向含SO42-、CO32-等的溶液中滴加BaCl2溶液,当BaCO3开始沉淀时,溶液中为0.0216
(2)已知:BaSO4(s)+4C(s)BaS(s)+4CO (g) △H1=+571.2kJ·mol-1
BaS(s)Ba(s)+S(s) △H2=+460kJ·m
ol-1
2C(s)+O2(g)2CO(g) △H3=-221kJ·mol-1
则Ba(s)+S(s)+2O2(g)BaSO4(s) △H=-1/2△H1-△H2+△H3。
易错点
BaSO4和BaCO3的Ksp判断、盖斯定律的计算、Pt(1)电极的反应式的书写。
正确答案
(1)SO32-+SO2+H2O2HSO3-
(2)①②0.03mol
解析
(1)亚硫酸钠吸收法,Na2SO3溶液汲收SO2的离子方程式SO32-+SO2+H2O2HSO3-。
(2)①如图所示,Pt(1)电极的反应式为①。
②当电路中转移0.02mole-时(较浓H2SO4尚未排出),交换膜左侧溶液中约增加0.03mol 离子。
考查方向
解题思路
(1)亚硫酸钠吸收法,Na2SO3溶液汲收SO2的离子方程式SO32-+SO2+H2O2HSO3-。
(2)①如图所示,Pt(1)电极的反应式为①。
②当电路中转移0.02mole-时(较浓H2SO4尚未排出),交换膜左侧溶液中约增加0.03mol 离子。
某化学实验小组为探究氯气漂白原理,设计了以下实验装置:
8.将a中浓盐酸挤入试管中,发生反应的化学方程式为 。
9.仪器c的名称为 ,其中固体也可用 代替。
10.当试管e中充满黄绿色气体时,观察到品红试纸颜色 (填“有”或“没有”)变化,将注射器中的水注入e中,观察到品红试纸颜色 (填“有”或“没有”)变化,由观察的现象得出该实验的结论为 。
11.注射器在实验中除了可向试管e中加水,还有 的作用。
正确答案
(1)2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
解析
(1)a中是浓盐酸与高锰酸钾反应制取氯气,化学方程式是2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
考查方向
解题思路
依据氯气的性质及其漂白实验设计解题。
正确答案
(2)干燥管;P2O5或硅胶一般不用无水CuSO4。
解析
(2)仪器c是球形干燥管——目的是吸收水蒸气,以获得干燥的氯气、并通过干燥的品红试纸检验氯气有无漂白性;氯气与碱性干燥剂反应,所以只要是酸性或中性干燥剂,如P2O5或硅胶也可以。
考查方向
解题思路
依据氯气的性质及其漂白实验设计解题。
正确答案
(3)没有;有;干燥的氯气不能使品红试纸褪色,氯气溶于水后,和水反应能生成HClO具有强氧化性,能使品红试纸褪色。
解析
(3)当试管e中充满黄绿色气体时,e中的品红试纸不变色,说明干燥的氯气无漂白性;再将注射水入e后,品红试纸褪色,说明是生成的HClO有漂白性。由此得出的结论是:干燥的氯气不能使品红试纸褪色,氯气溶于水后,生成具有强氧化性的HClO,能使品红试纸褪色。
考查方向
解题思路
依据氯气的性质及其漂白实验设计解题。
正确答案
(4)反应结束后,可向上拉针栓,从试管中抽出氯气,起到储存多余氯气的作用,防止氯气的污染。
解析
(4)反应结束后,可向上拉针栓,从试管中抽出氯气,起到储存多余氯气的作用,防止氯气的污染。
考查方向
解题思路
依据氯气的性质及其漂白实验设计解题。
易错点
(4)注射器在实验中除了可向试管e中加水,还有的作用?。
为了预防碘缺乏症,国家规定每千克食盐中应含有40~50 mg碘酸钾。碘酸钾晶体具有较高的稳定性,但在酸性溶液中,碘酸钾是一种较强的氧化剂,能跟某些还原剂反应生成碘;在碱性溶液中,碘酸钾能被氯气、次氯酸等更强的氧化剂氧化为更高价的碘的含氧酸盐。工业生产碘酸钾的流程如图所示。
8.碘在周期表中的位置为__________________;
9.碘、氯酸钾、水混合反应时,若两种还原产物所得电子的数目相同,请配平该反应的化学方程式:____I2+____KClO3+____H2O=____KH(IO3)2+____KCl+____Cl2↑;
10.混合反应后,用稀酸酸化的作用是___________________________,在稀盐酸和稀硝酸中不能选用的酸是_________,理由是__________________________________;
11.试剂X的化学式为__________,写出用试剂X调pH的化学方程式__________________;
12.如果省略“酸化”、“逐氯”、“结晶①、过滤”这三步操作,直接用试剂X调整反应混合物的pH,对生产碘酸钾有什么影响?________________________________________。
正确答案
(1)第五周期 第ⅦA族
解析
(1)I属于卤族元素,在周期表中的位置为第五周期 第ⅦA族。
考查方向
解题思路
充分审题把握与解题有关的信息,如有关用盐酸还是硝酸的问题,由题中所给的信息碘酸钾是一种较强的氧化剂,就要注意不能用盐酸了。
易错点
处理信息不当,知识的迁移、演绎能力不足。
正确答案
(2)6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑
解析
(2)反应中I由0价升高到+5价,Cl由+5价降到0价与-1价。利用得失电子守恒,可得到正确答案。
考查方向
解题思路
充分审题把握与解题有关的信息,如有关用盐酸还是硝酸的问题,由题中所给的信息碘酸钾是一种较强的氧化剂,就要注意不能用盐酸了。
易错点
处理信息不当,知识的迁移、演绎能力不足。
正确答案
(3)促进氯气从反应混合物中逸出 稀盐酸盐酸能还原已生成的碘酸氢钾
解析
(3)由(2)中的反应可知反应过程中会产生氯气,用酸酸化能降低氯气在混合液中的溶解,有利于氯气从混合液中逸出。由信息可知生成的碘酸氢钾具有很强的氧化性,由于盐酸是一种有还原性的酸,二者混合会发生反应。
考查方向
解题思路
充分审题把握与解题有关的信息,如有关用盐酸还是硝酸的问题,由题中所给的信息碘酸钾是一种较强的氧化剂,就要注意不能用盐酸了。
易错点
处理信息不当,知识的迁移、演绎能力不足。
正确答案
(4)KOH KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O
解析
(4)加入氢氧化钾是将反应中生成的KH(IO3)2转变成KIO3,反应方程式为KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O
考查方向
解题思路
充分审题把握与解题有关的信息,如有关用盐酸还是硝酸的问题,由题中所给的信息碘酸钾是一种较强的氧化剂,就要注意不能用盐酸了。
易错点
处理信息不当,知识的迁移、演绎能力不足。
正确答案
(5)反应产生的氯气能与氢氧化钾溶液反应生成KClO,KClO能将KIO3氧化成KIO4,从而不能得到碘酸钾
解析
(5)如没有“酸化”、“逐氯”、“结晶①、过滤”这三步操作反应产生的氯气能与氢氧化钾溶液反应生成KClO,KClO能将KIO3氧化成KIO4,从而不能得到碘酸钾
考查方向
解题思路
充分审题把握与解题有关的信息,如有关用盐酸还是硝酸的问题,由题中所给的信息碘酸钾是一种较强的氧化剂,就要注意不能用盐酸了。
易错点
处理信息不当,知识的迁移、演绎能力不足。
5. 下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
A. CH3COONa的水解显碱性,溶液中c(OH-) >c(H+),故错误;
B. Na2CO3溶液加水稀释,越稀越水解,但是加水使溶液体积增大得多,而水解生成的OH-增大得少,故c(OH-)降低,pH减小,选项错误;
C. 一定温度下,pH=6的HCl溶液和pH=6的NH4Cl溶液中,c(H+)相等是正确的;
D. 在Na2S溶液中加入AgCl固体,会出现沉淀的转化——AgCl转化为溶度积更小的Ag2S,溶液中c(S2-)会发生变化,故选项错误。
考查方向
解题思路
依据电离平衡、水解平衡、溶度积等原理解题。
易错点
易错选B。
知识点
6.已知:含碳碳双键的物质一定条件下能与水发生加成反应生成醇,有机物A—D间存在图示的转化关系。下列说法不正确的是 ()
正确答案
解析
由C经催化氧化得到乙酸,可以推断出A为乙烯,B为乙醇,D为乙酸乙酯。乙烯能被高锰酸钾氧化,使其褪色,A正确。因为酒精与水可以互溶,所以不能用它碘水中的碘单质,B错误。乙醇与乙酸发生的酯化化反应也是取代反应中的一种类型,C正确。乙酸乙酯的结构简式为:CH3COOCH2CH3 ,D正确。
考查方向
解题思路
本题比较简单,从C被氧化成乙酸进行突破,再推出其它物质,得到正确结论。
易错点
有机知识记忆不清
知识点
6.恒温恒容下,向2 L密闭容器中加入MgSO4(s)和CO(g),发生反应:
MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)反应过程中测定的部分数据见下表:
下列说法正确的是( )。
正确答案
解析
考查方向
解题思路
反应速率的计算是用浓度的改变与时间的比值。利用平衡常数的大小变化,推断升高温度时,平衡是朝正向还是逆向移动,从而得到反应是吸热还是放热的结论。解等效平衡问题要学会用建模的方法去处理,这一部分内容难度比较大,复习过程中要重视。
易错点
等效平衡在解题中的运用
知识点
7.室温下,分别用0.1 mol·L-1溶液进行下列实验,结论不正确的是
正确答案
解析
A.选项中室温下PH=7为中性,则该等量关系可从电荷等量关系中得出
B.因为溶液等体积等浓度,则可推出混合溶液后的不水解的c(Na+)=c(Cl)
C.可以通过简单计算得到当前条件下的氢氧根浓度在0.05mol/L,故pH不等于13
D.氨水弱电离,加入少量氯化铵固体相当于加入铵根离子
考查方向
解题思路
根据电荷守恒,PH的计算公式判断选项
易错点
忽略弱电解质点解性质
知识点
以铝土矿(主要成分是Al2O3,杂质有SiO2、Fe2O3等)为原料,采用拜耳法生产Al2O3的流程如下图所示:
20.Al2O3可用于电解制Al,其反应的化学方程式是_______。
21.调控反应池中钠铝元素之比一定时,Al2O3溶于NaOH,SiO2转化为铝硅酸钠沉淀。Al2O3溶于NaOH的离子方程式是_______。
22.该生产过程中,需向沉淀池中加入X。
① X 可为过量的CO2,则滤液II中主要的溶质是_______,为了使滤液II循环利用,应补充的物质是_______(选填字母);
a.CaO b.HCl c.Na2CO3
② X 也可为少量Al(OH)3晶种(晶种可加速沉淀的生成),其优点是_______。
23.测铝土矿中铝元素含量:
I 将m g铝土矿样品经处理配成V mL溶液
II 取少量该溶液用EDTA法测得该溶液中Fe3+、Al3+浓度之和为a mol·L-1
III 另取少量该溶液,将Fe3+用盐酸羟胺还原为Fe2+后,利用吸光度法测得吸光度为0.400(吸光度与Fe2+浓度对应曲线如下图)
该铝土矿样品中铝元素的质量分数表达式是_______(用字母表示)。
正确答案
2Al2O3(熔融)==== 4Al+3O2↑
解析
本知识点出自于“化学与自然资源的综合利用”一讲,电解Al2O3制取金属Al。本题需要小心的是电解条件中的助熔剂:Na3AlF6。
考查方向
解题思路
用氧化铝制铝的方程式容易写出,氧化铝溶于NaOH的方程式也易写,X为过量CO2时,主要溶质为碳酸氢钠,根据图像和计算公式写出质量分数表达式。
易错点
对溶液中物质判断不清,对图像分析错误
正确答案
Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
解析
本知识点是必修一“金属铝”中的重点知识点。
考查方向
解题思路
用氧化铝制铝的方程式容易写出,氧化铝溶于NaOH的方程式也易写,X为过量CO2时,主要溶质为碳酸氢钠,根据图像和计算公式写出质量分数表达式。
易错点
对溶液中物质判断不清,对图像分析错误
正确答案
① NaHCO3 a
② 滤液II可直接循环使用。
解析
本题a项设计反应较多。根据(2)中结论,滤液I中主要物质为NaOH和NaAlO2。在沉淀池中加入X将AlO2-转化为Al(OH)3,并可以设计方案将剩余物质循环回反应池中,所以可以认为,循环的物质是NaOH。
①考查CO2在碱性环境中的反应,由于CO2过量,最后的产物应该为NaHCO3。使用生石灰将NaHCO3转化为NaOH,是中学化学常见考点。
②引入晶种产生沉淀,根据题意要求引入Al(OH)3晶种帮助产生Al(OH)3沉淀,考虑工业优点还是较为容易,主要可以考虑的方向是:廉价的原料、节约能源、废料排放三个方面。所以可以考虑到:不需要额外加入CaO和CO2——减少原料引入可以起到减少杂质和降低成本的效果;滤液I中物质的充分使用——减少了工业三废的排放。
考查方向
解题思路
用氧化铝制铝的方程式容易写出,氧化铝溶于NaOH的方程式也易写,X为过量CO2时,主要溶质为碳酸氢钠,根据图像和计算公式写出质量分数表达式。
易错点
对溶液中物质判断不清,对图像分析错误
正确答案
27V(a-0.0400×10-3)/1000m
解析
根据题目所给的分析过程,本题较为容易,难点在单位换算上。质量分数表达式为: 27V(a-0.0400×10-3)/1000m
考查方向
解题思路
用氧化铝制铝的方程式容易写出,氧化铝溶于NaOH的方程式也易写,X为过量CO2时,主要溶质为碳酸氢钠,根据图像和计算公式写出质量分数表达式。
易错点
对溶液中物质判断不清,对图像分析错误
能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景,因此甲醇被称为2l世纪的新型燃料。工业上用CO生产燃料甲醇,一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图1表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化图。
请回答下列问题:
11.在“图1”中,曲线_______(填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于_________(填“吸热”或“放热”)反应。
12.根据“图2”判断,下列说法不正确的是______________。
13.从反应开始到建立平衡,v(H2)=__________;该温度下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的化学平衡常数为___________。若保持其他条件不变,向平衡体系中再充入0.5mol CO、lmolH2、1.5 molCH3OH,此反应进行的方向为________________(填“正反应方向”或“逆反应方向)”。
14.请在“图3”中画出平衡时甲醇蒸气百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出p1、p2,且p1>p2)。
15.科学家常用量热剂来直接测定某一反应的反应热,现测得:CH3OH(g)+3/2O2
(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-192.9kJ/mol,又知H2O(l)=H2O(g)△H=+44 kJ/mol,请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式_______。
正确答案
b 放热
解析
使用催化剂能降低反应的活化能,因此b曲线表示使用了催化剂。因生成物的总能量低于反应物的总能量,故该反应为放热反应。
考查方向
解题思路
加强选修4核心知识的复习,对原理充分把握。
易错点
等效平衡原理的运用
正确答案
解析
从图2分析可知CO的起始浓度是1mol.L-1,因为容器体积为2L,所以起始通入的CO为2mol,A错误。增加CO的浓度,提高了H2的转化率,而自身的转化率会降低,B错误。因为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)为气体计量系数减小的反应在,在恒温恒容条件下,当反应达到平衡后,容器内压强保持恒定,C选项正确。利用等效平衡原理:不妨假设后面充入的1molCO和2molH2先充入另一2L的容器中,建立平衡后,再与前平衡体系混合,最终体积为2L,此混合过程中相当于平衡后加压,向气体计量系数减小的方向移动,再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会增大D正确。
考查方向
解题思路
加强选修4核心知识的复习,对原理充分把握。
易错点
等效平衡原理的运用
正确答案
0.15mol/(L·min) 12 正反应方向
解析
,根据方程式可知v(H2)=
。
计 ;利用浓度商Q与平衡常数K的大小进行判断,平衡体系中通入的CH3COOH、CO 、H2浓度分别为0.75
、0.25
、0.5
,因Q
考查方向
解题思路
加强选修4核心知识的复习,对原理充分把握。
易错点
等效平衡原理的运用
正确答案
解析
从图1得知反应为放热反应,所以CH3OH%随温度升高而下降。从方程式可和,加大压强有利于反应正向移动,所以在其它条件相同时,压强越大,CH3OH%越大。
考查方向
解题思路
加强选修4核心知识的复习,对原理充分把握。
易错点
等效平衡原理的运用
正确答案
CH3OH(g)+3/2 O2(g) = CO2(g)+2 H2O(l) △H=-280.9KJ/mol
解析
①CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-192.9kJ/mol,
②H2O(l)= H2O(g)△H=+44 kJ/mol,将①-2②式得
CH3OH(g)+3/2 O2(g) = CO2(g)+2 H2O(l) △H=-280.9KJ/mol
考查方向
解题思路
加强选修4核心知识的复习,对原理充分把握。
易错点
等效平衡原理的运用
8.下表所列各组物质中,物质之间不能通过一步反应实现如图所示转化的是()
正确答案
解析
A.二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫,三氧化硫与水反应生成硫酸,浓硫酸与铜在加热条件下反应生成二氧化硫,所以A组中各物质通过一步反应实现如图所示转化,故A不选;B.一氧化氮不能一步反应生成氮气,所以B组中各物质不能通过一步反应实现如图所示转化,故B选;C.钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠,电解熔融氯化钠生成钠,所以C组中各物质通过一步反应实现如图所示转化,故C不选;D.氧化铝与盐酸反应生成氯化铝,氯化铝与氨水反应生成氢氧化铝,氢氧化铝分解生成氧化铝,所以D组中各物质通过一步反应实现如图所示转化,故D不选;
故选:B
考查方向
解题思路
A.二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫,三氧化硫与水反应生成硫酸,浓硫酸与铜在加热条件下反应生成二氧化硫;B.一氧化氮不能一步反应生成氮气;C.钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠与盐酸反应身材氯化钠,电解熔融氯化钠生成钠;D.氧化铝与盐酸反应生成氯化铝,氯化铝与氨水反应生成氢氧化铝,氢氧化铝分解生成氧化铝.
易错点
物质之间转化化学方程式不清楚
知识点
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