版高考化学新课标大二轮专题辅导与增分攻略专题强化训练13 填空题.docx
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版高考化学新课标大二轮专题辅导与增分攻略专题强化训练13填空题
专题强化训练(十三)
能力练(20分钟)
1.(2019·洛阳第二次统考)工业上常从一种合成气(主要成分为CO2、H2)中分离合成甲醇所需的氢气。
H2提纯过程示意图如图所示:
(1)吸收池中发生反应的离子方程式是_________。
(2)用电极反应式和离子方程式表示K2CO3溶液的再生原理_______________________________________。
[解析]
(1)结合题图可知,在吸收池中,K2CO3溶液吸收合成气的CO2生成KHCO3,其离子方程式为CO
+CO2+H2O===2HCO
。
(2)用惰性电极电解KHCO3溶液时,阴极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,OH-与KHCO3反应,使K2CO3溶液再生。
[答案]
(1)CO2+H2O+CO
===2HCO
(2)2H2O+2e-===H2↑+2OH-
HCO
+OH-===CO
+H2O
2.(2019·山东师大附中二模)
(1)水合肼(N2H4·H2O)是一种重要的化工原料,在医药、农业及燃料上都有着广泛的应用。
目前,我国生产水合肼均采用尿素法,即利用NaClO溶液、NaOH溶液与尿素[CO(NH2)2]反应制得粗肼(N2H4)。
生成粗肼反应的化学方程式为_______________________________。
(2)火箭发射时可用肼(N2H4)作燃料,二氧化氮作氧化剂,生成无毒害的物质,写出反应方程式:
_____________________。
[解析]
(1)[CO(NH2)2]中氮元素为-3价,N2H4中氮元素为-2价,结合NaClO有强氧化性就可以理解该反应的原理:
NaClO把[CO(NH2)2]氧化为N2H4,而NaClO一般被还原为Cl-,CO(NH2)2中的+4价碳元素在碱性条件下以CO
存在;结合原子守恒可得出反应方程式:
NaClO+CO(NH2)2+2NaOH===N2H4+H2O+Na2CO3+NaCl。
(2)N2H4、NO2中氮元素分别为-2、+4价,两者发生归中反应生成对环境无害的N2,根据电子守恒可写出方程式:
2N2H4+2NO2===3N2+4H2O。
[答案]
(1)NaClO+CO(NH2)2+2NaOH===N2H4+H2O+Na2CO3+NaCl
(2)2N2H4+2NO2===3N2+4H2O
3.(2019·石家庄一模)一种从石煤(含SiO2、V2O3、V2O5和少量Fe2O3)中提取V2O5的流程如下:
(1)酸浸时生成VO2+的反应的离子方程式为_________________。
(2)氧化时发生反应的离子方程式为_______________。
(3)全钒液流储能电池的工作原理为:
VO2++V3++H2O
VO
+V2++2H+。
充电时,阳极的电极反应式为_________;两极区被质子交换膜隔开,放电时,若外电路通过2mole-,则正极区溶液中n(H+)________(填“增加”或“减少”)________mol。
[解析]
(1)酸浸时,加入硫酸并通入氧气,显然V2O5转化为VO
,而VO2+是V2O3被O2氧化的产物,由V2O3→2VO2+失2e-、O2→2H2O得4e-,根据得失电子守恒可知,V2O3、O2的化学计量数之比为2∶1,再根据电荷守恒和原子守恒配平离子方程式。
(2)分析工艺流程知,氧化的目的是将VO2+氧化为VO
,由VO2+→VO
失e-,ClO
→Cl-得6e-,根据得失电子守恒,可知6VO2++ClO
―→6VO
+Cl-,再根据电荷守恒和原子守恒,配平离子方程式为:
6VO2++ClO
+3H2O===6VO
+Cl-+6H+。
(3)根据电池工作原理可知,充电时阳极上发生氧化反应,VO2+转化为VO
,电极反应式为:
VO2+-e-+H2O===VO
+2H+。
放电时,正极反应式为:
VO
+2H++e-===VO2++H2O,外电路通过2mole-时,正极区消耗4molH+,同时负极区有2molH+通过质子交换膜进入正极区,故正极区溶液中减少2molH+。
[答案]
(1)2V2O3+8H++O2===4VO2++4H2O
(2)6VO2++ClO
+3H2O===6VO
+Cl-+6H+
(3)VO2+-e-+H2O===VO
+2H+ 减少 2
4.按要求完成下列方程式。
(1)(2019·河南周口模拟)已知在酸性介质中FeSO4能将+6价铬还原成+3价铬。
写出Cr2O
与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式:
_______________________________________。
(2)(2019·广东湛江一调)用NaClO—NaOH溶液氧化AgNO3,制得高纯度的纳米级Ag2O2。
写出该反应的离子方程式:
__________________________________________。
(3)(2019·宁夏银川一中模拟)KMnO4氧化废水中Mn2+生成MnO2的离子方程式为________________________________。
(4)(2019·云南昆明测试)将过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)溶于水配成溶液,加入适量稀硫酸,再加入足量KI,充分反应后加入少量淀粉试剂,溶液呈蓝色,其反应的化学方程式为___________________________________。
[答案]
(1)Cr2O
+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O
(2)2Ag++ClO-+2OH-===Ag2O2↓+Cl-+H2O
(3)3Mn2++2MnO
+2H2O===5MnO2↓+4H+
(4)H2O2+2KI+H2SO4===I2+K2SO4+2H2O
5.按要求书写电极反应式或化学方程式。
(1)(2019·湖南名校联考)电解法处理含氮氧化物废气,可回收硝酸,具有较高的环境效益和经济效益。
实验室模拟电解法吸收NOx的装置如下图所示(图中电极均为石墨电极)。
若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。
写出电解时NO2发生反应的电极反应式:
________________________________。
(2)(2019·山东济南联考)CO—空气燃料电池中使用的电解质是掺杂Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-。
该电池负极的电极反应式为__________________________________。
(3)(2019·安徽合肥质量检测)硫化氢—空气燃料电池使用的是固体电解质,它在高温下能传导O2-。
总反应为2H2S+O2===2S↓+2H2O,负极发生的电极反应式为__________________。
(4)(2019·四川南充适应性考试)由硫化氢获得硫单质有多种方法。
将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如下图所示的电解池的阳极区进行电解。
电解过程中阳极区发生如下反应:
S2--2e-===S、(n-1)S+S2-===S
①写出电解时阴极的电极反应式:
________________。
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成:
____________________________________。
[答案]
(1)NO2-e-+H2O===NO
+2H+
(2)CO-2e-+O2-===CO2
(3)H2S+O2--2e-===S↓+H2O
(4)①2H2O+2e-===H2↑+2OH-
②S
+2H+===(n-1)S↓+H2S↑
拔高练(25分钟)
1.(2019·贵州模拟)利用钛矿的酸性废液(含TiO2+、Fe2+、Fe3+、SO
等),可回收获得FeS2纳米材料、Fe2O3和TiO2·nH2O等产品,流程如下:
(1)TiO2+中钛元素的化合价为________价。
TiO2+只能存在于强酸性溶液中,因为TiO2+易水解生成TiO2·nH2O,写出水解的离子方程式:
____________________________________。
(2)向富含TiO2+的酸性溶液中加入Na2CO3粉末能得到固体TiO2·nH2O。
请用化学反应原理解释:
________________。
(3)NH4HCO3溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式为
____________________________________。
[解析]
(2)含有TiO2+的酸性溶液中,存在平衡TiO2++(n+1)H2OTiO2·nH2O+2H+,向溶液中加入Na2CO3粉末,Na2CO3消耗H+,c(H+)减小,使水解平衡向右移动。
(3)要充分考虑H+与HCO
不共存,HCO
与Fe2+产生FeCO3和H+,会继续与HCO
反应产生CO2气体。
[答案]
(1)+4 TiO2++(n+1)H2OTiO2·nH2O+2H+
(2)Na2CO3消耗H+,c(H+)减少,使TiO2+水解平衡向生成TiO2·nH2O方向移动
(3)Fe2++2HCO
===FeCO3↓+CO2↑+H2O
2.(2019·安徽江南十校联考)软锰矿(主要成分是MnO2,含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)制备高纯金属锰和纯MnO2的工艺流程如下。
(1)经检测硫酸锰粗液中无Fe2+,得到硫酸锰粗液时MnO2发生反应的离子方程式为_______________。
(2)硫酸锰粗液中加入碳酸钠溶液的目的是_____________,生成碳酸锰沉淀的离子方程式为_________________________________。
(3)电解酸化的硫酸锰溶液制得金属锰,电解总反应为_____________,制得110g金属锰转移的电子数目为________。
(4)煅烧碳酸锰制得二氧化锰的化学方程式为_____________,粗二氧化锰中含有MnO杂质,由粗二氧化锰制备纯二氧化锰发生反应的离子方程式为________________________________。
(5)流程中多次用到过滤操作,实验室中过滤操作用到的玻璃仪器有玻璃棒、________________。
(6)已知MnCO3的Ksp=2.24×10-11,MnS的Ksp=4.65×10-14,向碳酸锰饱和溶液中加入饱和硫化钠溶液,反应的离子方程式为_____________________________________。
[解析]
(1)硫酸锰粗液中无Fe2+,说明酸性条件下,二氧化锰与硫酸亚铁发生氧化还原反应,二氧化锰被还原为硫酸锰,硫酸亚铁被氧化为硫酸铁,反应的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2O。
(2)由流程图可知,向硫酸锰粗液中加入碳酸钠溶液,调节溶液pH得到硫酸锰溶液,说明加入碳酸钠溶液的目的是使Fe3+、Al3+转化为沉淀而除去;向硫酸锰溶液中加入碳酸氢铵溶液反应生成硫酸铵、碳酸锰沉淀、水和二氧化碳,反应的离子方程式为Mn2++2HCO
===MnCO3↓+H2O+CO2↑。
(3)酸性条件下电解硫酸锰溶液,阳极为H2O失电子产生O2和H+,阴极为Mn2+得电子转化为Mn,电解总反应为2MnSO4+2H2O
2Mn+O2↑+2H2SO4,电解得到110g(即2mol)金属锰,转移电子数目为4NA。
(4)在空气中煅烧碳酸锰时,锰元素被空气中的氧气氧化成二氧化锰,反应的化学方程式为2MnCO3+O2
2MnO2+2CO2;部分碳酸锰分解生成氧化锰,向粗二氧化锰中加入氯酸钠和稀硫酸,氧化锰被氧化成二氧化锰,反应的离子方程式为3MnO+ClO
===3MnO2+Cl-。
(5)过滤所用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗和烧杯。
(6)由于硫化锰溶度积小于碳酸锰,向碳酸锰饱和溶液中加入饱和硫化钠溶液,碳酸锰会转化为溶解度更小的硫化锰,反应的离子方程式为MnCO3(s)+S2-(aq)===MnS(s)+CO
(aq)。
[答案]
(1)MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2O
(2)调节pH,除去溶液中的Fe3+、Al3+
Mn2++2HCO
===MnCO3↓+H2O+CO2↑
(3)2MnSO4+2H2O
2Mn+O2↑+2H2SO4 4NA
(4)2MnCO3+O2
2MnO2+2CO2
3MnO+ClO
===3MnO2+Cl-
(5)漏斗、烧杯
(6)MnCO3(s)+S2-(aq)===MnS(s)+CO
(aq)
3.(2019·湖北荆州联考)元素铬(Cr)的化合物有多种,其转化关系如下,回答下列问题:
(1)交警检测醉驾的原理之一:
乙醇在稀硫酸中被CrO3氧化为CO2,发生了①的转化。
请写出该检测醉驾原理的化学方程式:
__________________________________。
(2)转化②所用的试剂是硫酸酸化的H2O2,写出转化②的离子方程式[已知Cr2(SO4)3是可溶于水的强电解质]:
______________。
(3)在硫酸酸化的条件下可实现③的转化,写出转化的离子方程式:
________________________________。
[答案]
(1)4CrO3+C2H5OH+6H2SO4===
2Cr2(SO4)3+2CO2↑+9H2O
(2)Cr2O
+3H2O2+8H+===2Cr3++3O2↑+7H2O
(3)2CrO
+2H+===Cr2O
+H2O
4.(2019·长沙模拟)SO2是主要的大气污染气体,利用化学反应原理是治理污染的重要方法。
工业上用Na2SO3吸收尾气中SO2使之转化为NaHSO3,再以SO2为原料设计原电池,然后电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4,装置如下:
(1)甲图中A电极上的反应式为__________________。
(2)甲图中B与乙图________(填“C”或“D”)极相连,进行电解时乙图Z中Na+向________(填“Y”或“W”)中移动。
(3)该电解池阴极的电极反应式为____________________;阳极的电极反应式为_______________。
[解析]
(1)从题目信息可知,SO2反应生成H2SO4,所以SO2作负极,失去电子和水结合生成硫酸。
(2)甲中A为负极,B为正极,因为乙中C极附近加入NaHSO3得到Na2SO3,说明H元素化合价降低生成H2,在阴极反应,所以连接电源的负极,即B连接D;进行电解时乙图中Na+向阴极移动,即向Y中移动。
(3)阴极是HSO
反应生成SO
和H2,右侧为阳极室,据此写出对应的电极反应式。
[答案]
(1)SO2+2H2O-2e-===4H++SO
(2)D Y
(3)2HSO
+2e-===2SO
+H2↑
HSO
+H2O-2e-===SO
+3H+
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