- 离子方程式的书写
- 共269题
铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。
31.铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O72-的酸性废水通过铁炭混合物,在微电池正极上Cr2O72-转化为Cr3+,其电极反应式为_____________。
32.在相同条件下,测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2+和Pb2+的去除率,结果如图所示0。
①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时,也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+,其原因是__________。
②当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时,随着铁的质量分数的增加,Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,其主要原因是_____________。
33.纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。
①一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH4-(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)4-,其离子方程式为 。
①纳米铁粉与水中NO3-反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O
研究发现,若pH偏低将会导致NO3-的去除率下降,其原因是 。
②相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中NO3-的速率有较大差异(见右图),产生该差异的可能原因是 。
正确答案
Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O;
解析
Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O;
考查方向
解题思路
正极上Cr2O72-转化为Cr3+,发生还原反应,结合电荷守恒书写电极方程式;
易错点
漏写H+,未配平等。
正确答案
①活性炭对Cu2+和Pb2+有吸附作用
②铁的质量分数增加,铁炭混合物中微电池数目减少;
解析
①活性炭对Cu2+和Pb2+有吸附作用
②铁的质量分数增加,铁炭混合物中微电池数目减少;
考查方向
解题思路
①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时,则只有碳粉,碳粉具有吸附性,可去除水中少量的Cu2+和Pb2+;
②随着铁的质量分数的增加,形成的微电池数目减少,则Cu2+和Pb2+的去除率不升反降;
易错点
①不知道活性炭有吸附性。②不能想到铁炭混合物中形成微电池。
正确答案
(3)①碱性条件下,Fe2+被BH4-还原的离子方程式为:2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+ B(OH)4-+2H2↑;②若溶液的pH偏低,酸性太强,纳米铁粉与H+反应生成H2,导致NO3-的去除率下降;③Cu或Cu2+催化纳米铁粉去除NO3-的反应(或形成的Fe-Cu原电池增大纳米铁粉去除NO3-的反应速率)。
解析
①2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+ B(OH)4-+2H2↑;②纳米铁粉与H+反应生成H2;
③Cu或Cu2+催化纳米铁粉去除NO3-的反应(或形成的Fe-Cu原电池增大纳米铁粉去除NO3-的反应速率)。
考查方向
解题思路
①向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH4-(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)4-,反应中只有Fe、H元素化合价发生变化,结合质量守恒、电荷守恒可写出离子方程式;②pH偏低,氢离子浓度偏大,则铁可与氢离子反应生成氢气;
③由图2可知铜离子浓度越大,去除率越大,铜离子可起到催化作用,也可能形成原电池反应.
易错点
书写离子方程式时没注意到NaBH4溶液的碱性。
【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一个小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A小题评分。
(A)[物质结构与性质] 【请回答第34、35、36、37、38小题】
[Zn(CN)4]2-在水溶液中与HCHO发生如下反应:
4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O===[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN
(B)[实验化学] 【请回答第39、40、41、42小题】
焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的抗氧化剂,在空气中、受热时均易分解。实验室制备少量Na2S2O5的方法:在不断搅拌下,控制反应温度在40℃左右,向Na2CO3过饱和溶液中通入SO2,实验装置如下图所示。
当溶液pH约为4时,停止反应,在20℃左右静置结晶。生成Na2S2O5的化学方程式为
2NaHSO3===Na2S2O5+H2O
34.Zn2+基态核外电子排布式为____________________。
35.1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为____________mol。
36.HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是______________。
37.与H2O分子互为等电子体的阴离子为________________。
38.[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键。不考虑空间构型,[Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示为_____________。
39.SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3和CO2,其离子方程式为____________________。
40.装置Y的作用是______________________________。
41.析出固体的反应液经减压抽滤、洗涤、25℃~30℃干燥,可获得Na2S2O5固体。
①组成减压抽滤装置的主要仪器是布氏漏斗、________________和抽气泵。
②依次用饱和SO2水溶液、无水乙醇洗涤Na2S2O5固体。用饱和SO2水溶液洗涤的目的是______。
42.实验制得的Na2S2O5固体中含有一定量的Na2SO3和Na2SO4,其可能的原因是______。
正确答案
1s22s22p62s23p63d10(或[Ar] 3d10)
解析
锌是30号元素Zn2+核外有28个电子,基态核外电子排布式为1s22s22p62s23p63d10(或[Ar] 3d10)。
考查方向
解题思路
锌的原子序数是30,基态核外电子排布式为1s22s22p62s23p63d104s2;Zn2+核外有28个电子,为1s22s22p62s23p63d10。
易错点
把Zn2+当成Zn。
正确答案
3;
解析
甲醛分子中,含有两个碳氢单键和一个碳氧双键,含有的含有σ键的数目为3
考查方向
解题思路
单键都是σ键,双键是σ键加π键。
易错点
不知道如何判断σ键。
正确答案
sp3和sp;
解析
由HOCH2CN分子结构可知,有单键和三键,两个碳原子分别是sp3和sp杂化
考查方向
解题思路
杂化类型的判断可以根据分子结构式进行推断,杂化轨道数=中心原子孤电子对数(未参与成键)+中心原子形成的σ键个数,方法二为根据分子的空间构型推断杂化方式,①只要分子构型为直线形的,中心原子均为sp杂化,同理,只要中心原子是sp杂化的,分子构型均为直线形。②只要分子构型为平面三角形的,中心原子均为sp2杂化。③只要分子中的原子不在同一平面内的,中心原子均是sp3杂化。④V形分子的判断需要借助孤电子对数,孤电子对数是1的中心原子是sp2杂化,孤电子对数是2的中心原子是sp3杂化。
易错点
两个碳原子的杂化类型不同。
正确答案
NH2-;
解析
水是三原子10电子分子,其等电子体的阴离子为NH2-
考查方向
解题思路
等电子体的概念是指具有相同电子数和原子数的微粒。
易错点
等电子体的概念不清。
正确答案
解析
由于[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键,故其结构为:。
考查方向
解题思路
该题的另一个难点是配位键的表示,注意掌握配位键的含义,理解配体、中心原子等。
易错点
未掌握配位键的含义。
正确答案
2SO2+CO32-+H2O=2HSO3-+CO2
解析
依题意,SO2与Na2CO3溶液反应生成了NaHSO3和CO2,即:2SO2+CO32-+H2O=2HSO3-+CO2
考查方向
解题思路
亚硫酸的酸性大于碳酸。
易错点
把离子方程式写成化学方程式。
正确答案
防止倒吸
解析
Z是为防止污染空气的吸收SO2 装置,为防止Z中液体倒吸进X中,应加Y装置。
考查方向
解题思路
装置Y是安全瓶。
易错点
化学实验基本操作中防倒吸的常见装置不清楚。
正确答案
①抽滤瓶;②减少Na2S2O5的在水中的溶解;
解析
①过滤时用的是布氏漏斗和抽气泵,所以,一定要用到抽滤瓶;②为了减少Na2S2O5的在水中的溶解;需用饱和SO2水溶液洗涤。
考查方向
解题思路
减压抽滤装置的主要仪器有布氏漏斗、抽滤瓶和抽气泵。
易错点
为掌握抽滤操作。
正确答案
在制备过程中Na2S2O5分解生成生Na2SO3,Na2SO3被氧化生成Na2SO4。
解析
在制备过程中因Na2S2O5可能分解生成生Na2SO3,而Na2SO3由部分被氧化生成Na2SO4,故,制得的Na2S2O5固体中含有一定量的Na2SO3和Na2SO4。
考查方向
解题思路
明确物质的性质和实验原理是解答的关键。Na2S2O5固体中含有一定量的Na2SO3因Na2S2O5分解生成的。
易错点
认识不到的Na2S2O5不稳定性。
NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理:
(1)NaCN与NaClO反应,生成NaOCN和NaCl
(2)NaOCN与NaClO反应,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2
已知HCN(Ki=6.3×10-10)有剧毒;HCN、HOCN中N元素的化合价相同。
完成下列填空:
23.第一次氧化时,溶液的pH应调节为____________(选填“酸性”、“碱性”或“中性”);原因是______________________。
24.写出第二次氧化时发生反应的离子方程式。
_______________________________________
25.处理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的废水,实际至少需NaClO___g(实际用量应为理论值的4倍),才能使NaCN含量低于0.5 mg/L,达到排放标准。
26.(CN)2与Cl2的化学性质相似。(CN)2与NaOH溶液反应生成_________、__________和H2O。
27.上述反应涉及到的元素中,氯原子核外电子能量最高的电子亚层是___________;H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为_______。
28.HCN是直线型分子,HCN是___________分子(选填“极性”或“非极性”)。HClO的电子式为___________。
正确答案
碱性;防止生成HCN,造成人员中毒或污染空气。
解析
依据HCN的电离平衡常数可知HCN是极弱的酸,所以NaCN极易于酸反应生成HCN。为防止生成HCN,造成人员中毒或污染空气,因此第一次氧化时,溶液的pH应调节为碱性。
考查方向
解题思路
对于HAH++A-,Ki=
,一定温度下电离平衡常数的大小通常是用来衡量酸性强弱的主要依据,Ki值越大说明酸性越强。HCN的Ki=6.3×10-10,说明HCN是极弱的酸,NaCN属于强碱弱酸盐,极易水解使水溶液表现碱性,即NaCN只能存在于碱性环境中。若调整NaCN溶液pH至中性或酸性,NaCN几乎完全转化为剧毒物质HCN。
易错点
不能根据Ki值大小判断酸性的强弱。
正确答案
2OCN-+3ClO-=CO32-+CO2↑+3Cl-+N2↑
解析
NaOCN与NaClO反应,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2,首先确定反应物和生成物;再依据反应中氯元素的化合价从+1价降低到-1价,得到2个电子。N元素化合价从-3价升高到0价,失去3个电子,则根据电子得失守恒可知还原剂和氧化剂的物质的量之比是2:3,反应的离子方程式为2OCN-+3ClO-=CO32-+CO2↑+3Cl-+N2↑。
考查方向
解题思路
先确定反应物和生成物,再找化合价的变化,最后通过守恒法求氧化剂和还原剂之间的比例关系。
易错点
不会根据电子得失守恒可知还原剂和氧化剂的物质的量之比。
正确答案
14900
解析
NaCN被氧化的两个阶段氧化剂均为NaClO,所以可以合并一起进行计算,即反应物为NaCN和NaClO,生成物为:Na2CO3、CO2、NaCl和N2。参加反应的NaCN是,反应中C由+2价升高到+4价,N元素化合价从-3价升高到0价,即1molNaCN失去5mol电子,1mol次氯酸钠得到2mol电子,所以处理100m3含NaCN10.3mg/L的废水,实际至少需NaClO的质量
考查方向
解题思路
在氧化还原反应中遵循电子守恒,即氧化剂得到的电子的物质的量(或个数)等于还原剂失去的电子的物质的量(或个数)。
易错点
不能运用电子守恒法解题。
正确答案
NaOCN、NaCN
解析
类比Cl2和 NaOH溶液反应生成NaCl+NaClO,所以,该反应的产物为:NaCN、NaOCN(NaCNO)
考查方向
解题思路
(CN)2与NaOH溶液反应可以采用类推法的思想,类比Cl2和 NaOH溶液反应生成NaCl+NaClO。
易错点
Cl2和 NaOH溶液反应不会写化学方程式。
正确答案
3p;H
解析
由Cl的核外电子排布情况,核外电子能量最高的电子亚层是3p亚层;依据元素周期律不难排出相关元素的原子半径大小为:H
考查方向
解题思路
氯原子核外电子排布1s2 2s2 2p6 3s2 3p5,能量最高的电子亚层是3p。同周期从左向右原子半径在逐渐减小;同主族从上到下原子半径在逐渐增大。
易错点
原子半径的递变规律未掌握。
正确答案
极性;
解析
HCN分子是直线型,肯定正负电荷重心不重合,故为极性分子;从HClO的各元素化合价判断,其电子式为:
考查方向
解题思路
在HClO分子中H、Cl只能形成单键,O要形成双键。所以其电子式中O写在H、Cl之间。
易错点
HClO的电子式误写为Cl在H、O之间。
4.下列表述和方程式书写都正确的是
正确答案
解析
A. 水为液态时稳定,则乙醇燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l) =﹣1367.0kJ•mol﹣1,故A错误
B. 向NH4Al(SO4)2溶液中加入Ba(OH)2溶液使SO42-完全沉淀,说明硫酸根和钡离子的物质的量之比是1:2,离子方程式为:Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-+NH4+= Al(OH)3↓+NH3·H2O+2BaSO4↓,故B错误
C. 浓盐酸可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,从而影响双氧水还原性的检验,故C错误
D.硫酸酸化的橙色的重铬酸钾溶液具有强氧化性,能够氧化乙醇,同时生成乙酸和草绿色的三价铬,可以用于检测是否酒后驾驶,反应的离子方程式为::2Cr2O72﹣+3C2H5OH+16H+→4Cr3++3CH3COOH+11H2O,故D正确
故本题选择D
考查方向
解题思路
A. 燃烧热的热化学方程式中,水的状态必须为液态
B. 向NH4Al(SO4)2溶液中加入Ba(OH)2溶液使SO42-完全沉淀,说明硫酸根和钡离子的物质的量之比是1:2
C.浓盐酸可以被酸性高锰酸钾溶液氧化
D. 重铬酸钾在酸性条件下具有强氧化性,能够氧化乙醇,溶液由橙色变为绿色
易错点
配平错误、电荷不守恒
知识点
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