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文档简介
授课主题工业流程题教学目的1、清晰有关离子的高频考点、易错点2、掌握有关溶液大题的解题思路教学重难点解题思路与知识点的链接,易错点的辨析授课日期及时段教学内容本节知识点讲解化工流程题化工流程题目在流程上一般分为3个过程:原料处理一|分离提纯一|获得产品1、原料处理阶段的常见考点与常见名词加快反应速率溶解:通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等水浸:与水接触反应或溶解浸出:固体加水(酸)溶解得到离子浸出率:固体溶解后,离子在溶液中含量的多少(更多转化)酸浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的溶解过程灼烧、焙烧、煅烧:改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质高温下氧化、分解控制反应条件的方法2、分离提纯阶段的常见考点调pH值除杂控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀例如:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)2&39.8若要除去Me+溶液中含有的Fe2+,应该怎样做?提示:先用氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+,再调溶液的pH到3.7。b调节pH所需的物质一般应满足两点:能与H+反应,使溶液dH值增大:不引入新杂质。例如:若要除去CU2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。试剂除杂加热:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物,贝g要注意对温度的控制。如:侯氏制碱中的NaHCO;还有如HO、Ca(HCO)、KMnO、AgNO、HNO(浓)等物质。32232433降温:防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动萃取3、获得产品阶段的常见考点洗涤(冰水、热水)洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。蒸发、反应时的气体氛围抑制水解:如从溶液中析出FeCl、AlCl、MgCl等溶质时,应在HCl的气流332中加热,以防其水解。蒸发浓缩、冷却结晶:如除去KNO3中的少量NaCl。蒸发结晶、趁热过滤:如除去NaCl中的少量KNO3o重结晶4、其他常见考点化学方程式②实验仪器③计算④信息例题解析工业生产无铁硫酸铝,以硫酸浸取铝土矿得含铁(Fe2+和Fe3+)的硫酸铝溶液,加热到一定温度,搅拌,加入一定量高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液,在溶液中生成活性二氧化锰,调节溶液的pH,反应一段时间,Fe(OH)3和二氧化锰发生吸附共沉作用,最终得到无铁硫酸铝产品。KMnO首先将Fe2+氧化为Fe3+,其本身被还原为MnO,反应的离子方程式为2写出高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液反应的化学方程式oTOC\o"1-5"\h\z实验证明,n(MnO2)/n(Fe)控制在4:1时,除铁效果较好。若溶液中亚铁离子和铁离子浓度均为0.03mol・Lt,为达到较好的除铁效果,每1L溶液应加入高锰酸钾的物质的量为o调节pH的作用是o操作2的名称为o下列有关工艺的说法正确的是(填字母序号)o溶液的pH越大,则除铁效果越好,但同时会影响硫酸铝的产率活性二氧化锰生成量应适宜,不足时铁的去除率较低,过量时会增加成本可以直接向溶液中加入二氧化锰粉末以除去Fe(OH)3答案(l)MnOy+3Fe2++4H+===MnC2(+2H2O+3Fe3+2KMnO4+3MnSO4+2H2O===5MnC2;+K2SO4+2H2SO40.102mol使铁离子水解为氢氧化铁沉淀除去(4)蒸发浓缩、冷却结晶(5)AB解析(2)MnC-+3Fe2++4H+===Mnq/+2H2C+3Fe3+0.01mol0.03mol0.01mol0.03mol所以n(Fe3+)=0.06moln(MnC2)=0.24mol。2KMnC4+3MnSC4+2H2C===5MnC,;+K2SC4+2H2SC40.23—X2=0.092mol0.23mol所以n(KMnC4)=0.092mol+0.01mol=0.102mol。调节pH使Fe3+水解生成Fe(CH)3沉淀而除去。⑷从Al2(SO4)3溶液中结晶出Al2(SO4)3晶体应采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法。⑸A项,pH越大,会生成Al(OH)3沉淀,影响Al2(SO4)3产率。巩固练习铬是人体必需的微量元素,它与脂类代谢有密切联系,但铬过量会引起污染,危害人类健康。不同价态的铬毒性不同,三价铬对人体几乎无毒,六价铬的毒性约为三价铬的100倍。电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr2O72—,处理该废水常用的流程如下图所示:齢曲砺K|謔鳥篇■科阿迪鶴环㈱蹄|NaSO在此过程中表性。若向含Cr3+的废水中加入过量NaOH溶液,会得到NaCrO溶液,NaCrOTOC\o"1-5"\h\z23中Cr元素的化合价为价,反应的离子方程式为。交警常用一种“酒精检测仪”检测司机是否酒后驾车。其反应原理如下,请配平该反应方程式:()CrO+()CHCHOH+()HSO—()CHCHO+()Cr(SO)+()HO322432432已知存在平衡:2CrO2-+2H+匸二CrO2-+HO。向KCrO溶液中加入Ba(NO)和Pb(NO)溶液,可析出42722273232BaCrO和PbCrO两种沉淀,反应的离子方程式为(任意写出其中一种即可)。此时溶44液中c(Pb2+)/c(Ba2+)=。已知Ksp(BaCrO)=1.25X10—10;Ksp(PbCrO)=2.75X10—1344工业上以铬酸钾(KCrO)为原料,采用电化学法制备KCrO,制备装置如图所示邙日离子交换膜只允TOC\o"1-5"\h\z227许阳离子透过)。通电后阳极的电极反应式为。请结合方程式解释反应一段时间后,在阴极室得到浓KOH溶液的原因。【答案】(1)还原(1分)+3(1分)Ce+40H—二CrO—+2H0(2分)22CrO+3CHCHOH+3HSO=3CHCHO+3Cr(SO)+6HO(2分)322432432CrO2—+HO+2Ba2+=2BaCrOJ+2H+724(或CrO2—+HO+2Pb2+=2PbCrOJ+2H+)(2分)2.2X10—3(2分)7242HO-4e—=OT+4H+(或4OH-4e—=OT+2HO)(2分)222阴极室发生反应2HO+2e—=HT+2OH-,c(OH')增大;K+穿过阳离子交换膜进入阴极室,与O共同得到KOH。(2分)22【解析】试题分析:(1)NaSO与六价铬发生氧化还原反应将六价的还原成+3价,所以NaSO是还原剂,NaCrO中Cr232232元素的化合价为+3价,向含Cr3+的废水中加入过量NaOH溶液,反应方程式为Ce+4OH-=Cr^—+2^O;2)该反应中Cr元素化合价由+6价变为+3价,CHOH中C元素化合价由-2价变为-1价,转移电子总数为6,25根据转移电子相等知,CrO的计量数是2,CHOH的计量数是3,再结合原子守恒配平方程式为2CrO+3CHCHOHTOC\o"1-5"\h\z25332+3HSO=3CHCHO+3Cr(SO)+6HO;2432432加入Ba(NO)和Pb(NO)溶液,平衡:2CrO2-+2H+==CrO2-+HO向逆反应方向移动,所以反应的离2324272子方程式为CrO2—+HO+2Ba2+=2BaCrOI+2H+(或CrO2—+HO+2Pb2+=2PbCrOI+2H+);27242724c(Pb2+)/c(Ba2+)二二Ksp(PbCrO)/Ksp(BaCrO)=2.75X10-13/1.25X10-10=2.2X10-3;4阳极发生氧化反应,电极反应式为4OH-—4e-=OT+2HO,阴极室发生反应2HO+2e—=HT+2OH-,c(OH-)2222增大;K+穿过阳离子交换膜进入阴极室。【考点定位】本题主要是考查了难溶电解质的溶解平衡、氧化还原反应的计算以及化学方程式的书写等【名师点晴】答题时注意沉淀溶解平衡的理解与计算,掌握基础是关键。难点是氧化还原反应方程式的配平。氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移,而氧化剂得电子的总数(或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高总数),根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平。配平的步骤:(1)标好价:正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。(2)列变化:列出元素化合价升高和降低的数值。(3)求总数:求元素化合价升高数和降低数的总数,确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。(4)配系数:用观察法配平其他各物质的化学计量数。(5)细检查:利用“守恒”三原则(即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒),逐项检查配平的方程式是否正确。知识点小结当堂检测高铁酸钾(KFeO)是一种高效多功能水处理剂,具有极强的氧化性。4已知:4Fe02-+10H0=4Fe(0H)+80H-+30仁KFe0在处理水的过程中所起的作用有423224-同浓度的高铁酸钾在pH为4.74、7.00,11.50的水溶液中最稳定的是pH=的溶液。高铁酸钾有以下几种常见制备方法:干迭F宜6、KN5、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNQ等产物湿法强砸性介质中;Fe(NO5>5与NadO反应生成紫红色高铁釀盐濬电解法制备中间产物隔再与KOH濬港反应
干法制备KFe0的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为TOC\o"1-5"\h\z24湿法制备中,若Fe(NO)加入过量,在碱性介质中KFeO与Fe3+发生氧化还原反应生成KFeO,此反应的32434MBl■花再离子方程式:MBl■花再制备中间产物NaFeO,可米用的装置如图所示,24则阳极的电极反应式为。3Zn+2KFeO+8HO2423Zn+2KFeO+8HO242,正极反应为:3Zn(OH)(OH)+2Fe(0H)+4K0H放电时负极附近pH变化2325°C时,CaFeO的Ksp=4.54XlO-9,若要使1000L含有2.0X10-4mol・L-iKFeO的废水中的c(FeO2244-)有沉淀产生,理论上至少加入Ca(OH)2的物质的量为mol。【答案】(1)K2FeO4具有强氧化性,能够消毒杀菌;同时FeO/-被还原成Fe3+,Fe3+水解形成Fe(0H)3胶体,能够吸附水中悬浮杂质;11.50;(2)①3:1;②2FeO2-+Fe3?+8OH-=3FeO3-+4HO:③卩e+8OH--6e-=FeO2-424+4HO;(3)变小;FeO2-+4HO+3e-二Fe(OH)+5OH-;(4)2.27X10%423【解析】试题分析:(1)在KFeO中Fe的化合价为+6价,具有强氧化性,能够对水进行杀菌消毒;同时FeO2-被还244原成Fe3+,Fe3+水解形成Fe(OH)胶体,表面积大吸附力强,能够吸附水中悬浮杂质,从而可以起到净化作用;3I故具有杀菌消毒和净化水的作用;根据方程式4FeO2-+10H04Fe(OH)+8OH-+3OT,可知增大生成物OH-4232的浓度,可以使平衡逆向移动,从而可以减小FeO2-的反应,所以应该选择溶液碱性强的pH=11.50的溶液;(2)A①干法制备KFeO的反应是FeO+3KNO+4KOH2KFeO+3KNO+2H0,在该反应中氧化剂KNO与还原剂2423324223FeO的物质的量之比为3:1;②湿法制备中,若Fe(NO)加入过量,在碱性介质中KFeO与Fe3+发生氧化还原233324反应生成KFeO,此反应的离子方程式:2FeO2-+Fe3++8OH-=3FeO3-+4HO:③制备中间产物NaFeO,若采444224用电解的方法,则阳极Fe是活性电极,Fe失去电子,发生氧化反应,所以阳极发生的电极反应式为Fe—6e-放电、+8OH-=FeO2-+4HO;(3)比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电,其总反应为:3Zn+2KFeO+8HO3Zn2242(OH)2+2Fe(OH)+4KOH。则在放电时负极材料Zn失去电子变为Zn2+结合氢氧根,故pH变小;在正极上的反应为:FeO2-+4HO+3e-==Fe(OH)+5OH-;Ksp二c(Ca2+)・c(FeO2-)^4.54X10-9,c(FeO2-)=2.0X10-4mol/L,所42344以c(Ca2+)$4.54XI0-9一HFeO。?-)二4.54X10-9一2.0XI0-4=2.27X10-5mol/L,因此n(Ca(OH))M2.27X10-5moI/LX1000L=2.27X10-2moIo'考点:考查高铁酸钾的性质、制备及应用的知识。2•含硫化合物在自然界中广泛存在,部分循环关系如下:已知:2HS(g)+3O(g)=2SO(g)+2HO(g)△H=-1036.46kj.mo1-iS(s)+O(g)=SO(g)△H=-297.04kJ.mo1-i写出H2S(g)与O2(g)反应产生S(s)和H2O(g)的热化学方程。自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的ZnS,4慢慢转变为铜蓝(CuS),用离子方程式,从沉淀溶解平衡的角度表示由ZnS转变为CuS的过程。
某酸性FeS0溶液中含有少量的SnSO,为得到纯净的硫酸亚铁晶体(FeSO・xHO),可向溶液中通入HSTOC\o"1-5"\h\z44422气体至饱和,然后用硫酸酸化至pH=2,过滤后,将所得滤液蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤,得到硫酸亚铁晶体。查阅资料,得到相关物质的有关数据如下表:25°C饱和H2S溶液FeSSnSpH3.93.0(开始沉淀5.5(沉淀完全)1.6(沉淀完全)Ksp6.3X10-181.0X10-25通入H2S气体至饱和的目的是;用硫酸酸化至pH=2的目的是TOC\o"1-5"\h\z在SnS、FeS共存的溶液中,若c(Sn2+)=1.0X10-9mol・L-i,则c(Fe2+)=.SO是大气污染物,若用KMnO作脱硫剂,可使燃煤尾气中的SO反应生成MnSO,反应的离子方程式424是。SO还可以按下列流程制备化工原料硫酸,反应器中发生反应的化学方程式2是。【答案】(1)【答案】(1)2HS(g)+0(g)=2S(g)+2H0(g)△H=—442・38kJ.mo卜1(2)ZnS+Cw+n2++CuS„222(S)(aq)(aq)(S)(3)①将溶液中的Sn2+转变为SnS而除去;防止Fe2+转化为FeS沉淀;②6.3x10-2mol・L-i【解析】试题分析:(1)①一2X①,整理可得2HS(g)+O(g)=2S(g)+2HO(g)△H=-442.38kJ.mol-i;(2)ZnS与CuSO4222溶液发生复分解反应:ZnS+CuSO二CuS+ZnSO,用沉淀溶解平衡方程式表示为:ZnS+Cu2+—Zn2++CuS,4(S)(aq)(aq)(S)导致ZnS不断转化为溶解度更小的CuS沉淀;①根据H?S饱和溶液的pH及FeS、SnS沉淀完全的pH可知:通入HS气体至饱和时,可以将溶液中的Sn2+转变为SnS而除去,用硫酸酸化至pH=2的目的是同时又防止了Fe2+转化为FeS沉淀;②在SnS、FeS共存的溶液中,若c(Sn2+)二1.0X10-9mol・L-1,则根据溶度积常数的含义可得:c(S2-)=1.0X10-25一1.0X10-9mol・L-1=1.0X10-16mol・L-1;再根据FeS的溶度积常数可得c(Fe2+)=6.3X10-18一1.0X10-16mol•L-1=6.3X10-2mol・L-1。考点:考查盖斯定律的应用、沉淀的形成与转化、溶度积常数的应用的知识。3.铁是人体中必需微量元素中含量最高的元素,体内缺失会引起贫血。含FeO2-离子的盐具有强氧化性,能4杀菌消毒,如高铁酸钾是一种新型、高效的消毒剂及绿色净水剂。铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示:Fe2+Fe2+①④Fe3+②③FeO2-请回答下列有关问题:Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO。若用反应所得的酸性溶液实现上述①的转化,要求产物纯净。可选4用的试剂是(选填序号);a.Clb.Fec.HNOd.HO2322上述转化得到的硫酸铁可用于电化浸出黄铜矿精矿工艺。精矿在阳极浸出的反应比较复杂,其中有一主要(选填序号);反应:CuFeS+4Fe3+二==Cu++5Fe2++2S,则下列说法正确的是(选填序号);2a.反应中,所有铁元素均被还原a.反应中,所有铁元素均被还原从物质的组成来看,黄铜矿属于复盐反应中,CuFeS2既作氧化剂又作还原剂当转移1mol电子时,有46gCuFeS2参加反应下列是工业制取高铁酸钾的一种方法,请在方框内填上合适的微粒符号并配平该离子方程式:Fe3++I+Cl一FeO2-+Cl-+I112411答案(l)d(2)d(3)2Fe3++8H2O+3C12===2FeC4-+6Cl-+16H+解析(1)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O⑵得e_XdIICuFeS9-F4Fe3+——Cu2+-|-5Fe2+}2SIt失2e~X2c项,CuFeS2仅作还原剂。d项,当转移4mol电子时,有184gCuFeS2参加反应。所以当有1mol电子转移时,应有46gCuFeS2参加反应。课堂总结家庭作业1•溶液中可能含有H+、NH+、Mg2+、AW、Fe3+、CO2-、SO2-、NO4343-中的几种.①加入铝片,产生无色无味的气体;②加入NaOH溶液,产生白色沉淀,且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示.则下列说法正确的是()A•溶液中一定不含CO2-,可能含有SO2-和NO-4n(H+):n(NH+):n(Mg2+)=2:4:14溶液中的阳离子只有H+、Mg2+、Al3+在滴加NaOH溶液物质的量为0.5至0.7mol时,发生的离子反应为:Ak++4OH-=AlO-+2HO22【答案】B【解析】由①可知溶液中有H+,无CO32-和NO3.根据溶液电中性,溶液中一定存在S^2-;加入NaOH溶液产生白色沉淀,所以一定不存在Fe3+,根据图象可知:OWn(NaOH)WO.Imol时,H++OH-二免0;O.lmolWn(NaOH)W0.5mol时,Ah++3OH-二Al(OH)3J,Mg2++2OH-二Mg(OH)^;0.5molWn(NaOH)W0.7mol时,NH++OH-=NH・HO;0.7molWn(NaOH)WO.8mol时,Al(OH)+OH-=AlO-+H0,计算可得:n(H+)=0.1mol,432322n(Al3+)=0.1mol,n(Mg2+)=0.05mol,n(NH+)=0.2mol,4A、根据分析可知:溶液中一定不存在CO2-、Fe3+、NO-,一定存在H+、NH+、Mg2+、A3、SO2-,故A错误;344B、根据以上计算可知,n(H+)=0.1mol,n(Al3+)=0.1mol,n(Mg2+)=0.05mol,n(NH+)=0.2mol,所以n4(H+):n(NH+):n(Mg2+)=0.1mol:0.2mol:0.05mol=2:4:1,故B正确;4C、溶液中一定存在的阳离子为H+、NH+、Mg2+、Al3+,故C错误;D、在滴加NaOH溶液物质的量为0.5至0.7mol4时,沉淀的物质的量不变,发生的反应为NH++OH-二NH・HO,故D错误;故选B.32【点评】本题考查了常见离子的检验,题目难度中等,注意掌握常见离子的反应现象及检验方法,特别是具
有特殊反应现象的离子,如铝离子与氢氧根离子的反应,先出现沉淀,之后沉淀逐渐溶解,常常为解题突破口;本题硫酸根离子的确定为易错点,根据溶液电中性判断一定存在硫酸根离子.—种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO的形成固定下来,可以减少SO的排放,但产生的CO又会与CaSO2发生化学反应,从而降低脱硫效率。相关的热化学方程式如下:CaSO(s)+CO(g)wCaO(s)+SO(g)+CO(g)AH=210.5kJ・mol-i2211/4CaSO(s)+CO(g)wl/4CaS(s)+CO(g)^H=-47.3kJ•mol-i请回答下列问题:(1)反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)wCaS(s)+3CO2(g)^H2=kj・mol-i;平衡时增大压强,此反应“正向”“逆向”“不”)移动。已知298K时,K(CaCO)=mX10-p,K(CaSO)=mX10-qo则反应:CaCO+SO2-wCaSO+CO2-的平衡常数sp3sp43443数值表示式为(用含m、n、p、q的式子表示)。用碘量法可测定排放烟气中二氧化硫的含量,请写出碘溶液与二氧化硫发生氧化还原反应的离子方程式反应①②的平衡常数的对数lgK随反应T的变化曲线见图,其中曲线I代表反应,P为两曲线交点,则在该温度下两反应均达平衡时,体系中c(SO)=mol・L-i,从减少二2氧化硫排放的角度来考虑,本体系适宜的反应条件是A.低温低压B.低温高压C.高温高压D.高温低压【答案】(1)-399.7;正向;(2)肖;(3)I+S0+2H0二S02-+2卜+4H+;(4)②;1;BTOC\o"1-5"\h\z224【解析】试题分析:(1)由盖斯定律可知,反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)wCaS(s)+3C02(g);厶屯=-△H+4AH=-399.7kJ・mol-1,增大压强,向气体系数和减小的方向移动,则应向正反应方向移动,故答案2为-399.7,正向;c(Ca"北[CO:c(CaK(CaCO)=二mX10-P,K(CaSO)二=mX10-q,CaCO+SO2-wCaSO+CO2-sp3Qsp43443匚晶OJKspCaCO^啲喘心卩、冲e、―口-xlO^-xlO^的平衡常数数值表达式为二二,故答案为;3)碘与二氧化硫发生氧化还原反应的方程式为I+SO+2HO=SO2-+2I-+4H+,故答案为224+SO+2HO二SO2-+2I-+4H+;224由图象可知,曲线丨中,随着温度升高,lgK值减小,则反应为放热反应,故曲线丨代表的应为反应②,反应①的K值表达式为叹,反应②的K值表达式为,当P点时,曲线丨与曲线II的K匚叫理叫心s值相同,叭C°)二认CO),,所以c(SO2)=1mol・L-1;减小二氧化硫的排放,低温高压更有利于①中平衡逆向移动,故答案为②,1,B。2考点:化学平衡、难溶电解质的溶解平衡、化学反应热的计算单质碘的提取及应用中有关的转化关系如下图所示。
可利用i中反应从海带灰浸取液中提取单质碘,若所用试剂为双氧水、稀硫酸,其离子方程式是'11'■1:1三种分子化学键断裂时能量变化如图1所示。其他条件相同,1molHI在不同温度分解达平衡时,测得体系中物质的量随温度变化的曲线如图2所示。A©©Ohl(nTj血讪“.Q©©OhlCD^1-O均匕F耳】①比较2ab+c(填“〈”、“〉”或“=”),理由是<1某温度下该反应平衡常数为“,达平衡时,1molHI分解的转化率为若利用此反应制备【T,则能提高HI转化率的措施是(填字母序号)。a.移走Ib加压c.升温d.增大HI浓度iii中,碱性条件下I可以转化为'。电解KI溶液制备K’的工作原理如下图所示。电解过程中观察到阳极液变蓝,一段时间后又逐渐变浅。a连接电源的极。结合实验现象和电极反应式说明制备U的原理:【答案】(1)H0+2l-+2H+=l+2H0(2)①〉;根据图2,温度升高,平衡正向移动,该反应正反应方向为吸热2222反应。2HI(g)二H2(g)+I2^H>0又厶H=2a-(b+c)>0所以2a>b+c。②20%③ac(3)①正,②1-在阳极失电子,2I--2e-=I2,使阳极溶液变蓝,0H-透过阴离子交换膜移动向阳极,在阳极室12与0H-反应,3I2+6OH-=5I-+IO-+3H0,使阳极区域蓝色变浅。2【解析】试题分析:(1)简单的陌生氧化还原反应方程式的配平。(2)①根据图②,温度升高平衡正向移动,该反应正反应方向为吸热反应2HI(g)=H2(g)+I2(g)^H>0又厶H=2a-(b+c)>0,所以2a>b+c②k=1/64;由于H2和12反应系数相等所以可以简化为C(H2)/C(HI)=1/8转化率为20%③a降低生成物的浓度,平衡正向
移动,反应物初始量不变,转化率变大。B左右气体系数相同,压强变化,平衡不移动°C升高温度,平衡正向移动,反应物初始量不变,转化率变大。D增大反应物浓度,平衡正向移动,反应初始量变大,则转化率变小。(3)根据现象发现a极变蓝推测I-转化为12,则a电极发生电子反应2卜-2e-=l2。A为阳极,0H-透过阴离子交换膜移向阳极,在阳极室12与0H-反应312+60日-二51-+103-+3丐0,阳极蓝色变浅。考点:离子方程式的书写,转化率的判断以及对电解池知识的考查。2已知:硼镁矿主要成分为MgBO・HO,硼砂的化学式为NaBO・10H0。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的22522472工艺流程为:IWHim港J通适ftCQ过滤竺JNaBO]■卡溶液品体过滤竺JNaBO]■卡溶液品体滤渣回答下列有关问题:硼砂中B的化合价为,将硼砂溶于热水后,常用稀H2SO4调pH=2〜3制取H3BO3,该反应的离子TOC\o"1-5"\h\z方程式为。MgCl2・7H2O需要在HCl氛围中加热,其目的。若用惰性电极电解MgCl2溶液,其阴极反应式为。(3)镁一HO酸性燃料电池的反应原理为Mg+HO+2H+===Mg++2HO,则正极反应式22222为。常温下,若起始电解质溶液pH=l,则pH=2时,溶液中Mg2+浓度为。当溶液pH=6时,(填“有”或“没有”)Mg(OH)沉淀析出(已知K[Mg(OH)]=5.6X10-12)。2sp2制得的粗硼在一定条件下生成BI3,BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将0.020g粗硼制成的BI3完全分解,生成的I用0.30mol・L-iNaS0溶液滴定至终点,消耗NaS0溶液18.00mL。该粗硼样品的2223223纯度为(提示:I+2S02-===2I-+S02-)(结果保留一位小数)。22346【答案】(12分)(1)+3;BO2-+2H++5HO=4HBO;(2)抑制MgCl的水解;2HO+Mg2++2e-=HT+Mg(OH)72332222J;(3)HO+2H++2e-===2HO;0.045mol・L-i;没有;(4)97.2%;222【解析】试题分析:(1)硼砂的化学式为Na2B407・10H20,钠元素化合价为+1价,氧元素化合价-2价,依据化合价代数和计算得到硼元素化合价为+3价;;用HSO调pH2〜3,硼砂中的NaB0在酸溶液中生成HB0,反应TOC\o"1-5"\h\z2424733的离子方程式为:B02-+2H++5H0=4HB0,故答案为:+3;B02-+2H++5H0=4HB0;4723347233MgCJ7H20需要在HCl氛围中加热,是为了防止氯化镁水解生成氢氧化镁;若用惰性电极电解MgCI2溶液,阴极氢离子得到电子生成氢气,水的电离平衡破坏,水电离生成氢氧根离子浓度增大,和镁离子形成氢氧化镁沉淀,合并写出阴极反应式为:2^0+Mg2++2e-=HT+Mg(OH)J;故答案为:抑制MgC—的水解;2H0+Mg2++2e-二HT+Mg(OH)2222222镁-HO?酸性燃料电池的反应机理为Mg+H02+2H+=Mg2++2H20,正极上是过氧化氢得到电子生成水的反应,正极反应彳式H0+2H++2e-=2^0;若起始电解质溶液pH=1,则pH=2时溶液中,氢离子浓度减小0.1moI/L-0.01moI/L=0.09moI/L,依据反应方程式得到Mg2+离子浓度=0.045moI/L;K[Mg(OH)1=5.6X10-12,sp2当溶液pH=6时,c(OH-)=10-8moI/L,则Q二c(Mg2+)Xc2(OH-)=0.045moI/LX10-16moI/L=4.5X10-18VK[Mg(OH)],csp2说明无氢氧化镁沉淀生成;故答案为:HO+2H++2e-=2HO;0.045moI・L-1;没有;222硫代硫酸钠溶液呈碱性,选择碱式滴定管;硫代硫酸钠的物质的量为:0.30moI/LX0.018L=0.0054moI,
根据关系式:B〜BI〜I根据关系式:B〜BI〜I〜一-322233S2O3在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有(填化学式);最近美国和韩国的科学家合作研究出新型锂一空气电池,他们的锂一空气电池在放电过程中产生稳定的晶状超氧化锂(LiOj,超氧化锂可以很容易地分解成锂和氧,从而具有更高的效率和更长的循环寿命。请写出该电池正极的电极反。【答案】(1)2AI+2Na0H+2H0=2NaAI0+3HT(2)2LiCoO+3HSO+HO二LiSO+2CoS0+0T+4H0222224222442在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有(填化学式);最近美国和韩国的科学家合作研究出新型锂一空气电池,他们的锂一空气电池在放电过程中产生稳定的晶状超氧化锂(LiOj,超氧化锂可以很容易地分解成锂和氧,从而具有更高的效率和更长的循环寿命。请写出该电池正极的电极反。【答案】(1)2AI+2Na0H+2H0=2NaAI0+3HT(2)2LiCoO+3HSO+HO二LiSO+2CoS0+0T+4H022222422244222Co02++2C1-+8H+=2Co2++ClT+4H022CoSO+2NHHCO二CoCOJ+(NH)SO+C0T+HO(4)LiCoO-xe-二LiCoO+xLi+4334242221-x2Al(OH)、LiSO、CoCO(或CoSO);(6)O+e-+Li+=LiO243422【解析】试题分析:(1)正极中含有铝,铝易溶于强碱溶液生成AIO-,反应的离子方程式为2A1+2OH-+2HO=2AlO-+3H2222T,故答案为:2A1+2OH-+2HO=2AlO-+3HT;222酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO,生成物有L^S^和CoSO,反应方程式为:2LiCoO+HO+3HSO=LiSO+2CoSO+OT+4HO,由题中信息知LiCoO具有强氧化性,如果可用盐酸代替HSO2222424422224和HO的混合溶液,LiCoO能够将盐酸氧化生成氯气,2CoO2++2CI-+8H+=2Co2++C1T+4HO;故答案为:2222222LiCoO+HO+3HSO=LiSO+2CoSO+OT+4HO,2CoO2++2CI-+8H+=2Co2++CIT+4HO;2222424422222“沉钴”过程中硫酸钴和碳酸氢铵反应生成碳酸钴沉淀、硫酸铵、二氧化碳和水,反应方程式为0.0018mol=0.01944g,粗硼中硼的含量为:X100%=97.2%,故答案为:碱式;97.2%0.02g考点:考查了盐类的水解、原电池原理和电解池原理的分析,沉淀溶解平衡的计算的相关知识。锂电池应用很广,某种锂离子电池,其正极材料可再生利用。其正极材料有钻酸锂(LiCo02)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LiC,现欲利用以下工艺流程回收正极材x6料中的某些金属资源(部分条件未给出)。回答下列问题:写出“正极碱浸”中发生反应的化学方程;“酸浸”一般在80°C下进行,写出该步骤中发生的主要氧化还原反应的化学方程式;如果可用盐酸代替H2so4和h2O2的混合溶液,可能发生反应的离子方程式写出“沉钻”过程中发生反应的化学方程;充放电过程中,发生LiCoO?与Li」。0?之间的转化,写出充电时正极的电极反应
CoSO+2NHHCO二CoCOJ+(NH)SO+C0T+H0,故答案为:CoSO+2NHHCO二CoCOJ+(NH)SO+C0T+H0;TOC\o"1-5"\h\z443342422443342422充电过程中,正极的电极反应LiCoO-xe-二LiCoO+xLi+,故答案为:LiCoO-xe-二LiCoO+xLi+;21-x221-x2放电时,负极上生成锂离子,锂离子向正极移动并进入正极材料中,所以“放电处理”有利于锂在正极的回收,根据流程图知,可回收到的金属化合物有AI(OH)、CoCO、LiSO,故答案为:AI(OH)、CoCO.LiSO;33243324锂一空气电池,正极氧气得到电子,电极反应为O+&+Li+二LiO,故答案为:O+&+Li+二LiO。2222【考点定位】考查物质分离和提纯、金属的回收、环境保护、氧化还原反应【名师点晴】本题为生产流程题,题目较为综合,做题时注意仔细审题,从
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