高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專項(xiàng)突破二 元素及其化合物綜合題的突破方法課件

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1、專項(xiàng)突破二 元素及其化合物綜合題的突破方法元素及其化合物綜合應(yīng)用題是高考?？嫉念}型之一,它集元素化合物、基本概念、基本理論和化學(xué)計(jì)算等知識(shí)于一體,且試題結(jié)構(gòu)緊湊、文字表述少、包含信息多。具有考查面廣、創(chuàng)新性強(qiáng)、思維容量大的特點(diǎn)。這種題型能較好地考查考生的綜合分析能力和邏輯推理能力。該類型試題層次分明,區(qū)分度高,其中無(wú)機(jī)推斷題是一種重要形式,濃縮了元素及其化合物知識(shí),此類試題具有學(xué)科特色強(qiáng)、題材廣、可考查內(nèi)容多和容易控制卷面難度的題型特點(diǎn),因而成了高考命題中一種十分重要的命題形式。如2017年北京理綜27題以降低NOx排放為素材對(duì)氮的考法突破考法突破化合物性質(zhì)進(jìn)行了綜合考查;2016年北京理綜2

2、7題以化學(xué)工藝流程形式對(duì)鉛的化合物性質(zhì)進(jìn)行了綜合考查。 元素及其化合物知識(shí)是中學(xué)化學(xué)的主干知識(shí),要學(xué)好元素及其化合物知識(shí),需注意以下幾點(diǎn):回歸教材,立足基礎(chǔ)。注重知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系,形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò),在“融會(huì)貫通”上下功夫。反思糾正作業(yè)、練習(xí)和考試中出現(xiàn)的差錯(cuò)。類型一、信息提供型元素及其化合物綜合題類型一、信息提供型元素及其化合物綜合題此類題目往往起點(diǎn)高、落點(diǎn)低,考查的是對(duì)信息的獲取與問(wèn)題解決能力,解題的關(guān)鍵是理解新信息。當(dāng)遇到這一類題時(shí),第一步是讀題,陌生度較高的信息應(yīng)逐字逐句閱讀,挖掘關(guān)鍵字,排除定式思維的影響;第二步是聯(lián)想,在讀題的基礎(chǔ)上結(jié)合題目的問(wèn)題聯(lián)想分析考查的知識(shí)模塊,提取出已學(xué)的相關(guān)化

3、學(xué)知識(shí);第三步是解題,按要求填好相應(yīng)的問(wèn)題答案,使化學(xué)意義順暢。典例典例1工業(yè)上氰化物的用途廣泛,在電鍍、油漆、燃料、橡膠等行業(yè)都會(huì)用到。(1)氫氰酸(HCN)是一種酸性很弱的酸,其中碳元素的化合價(jià)為 ,氫氰酸分子的結(jié)構(gòu)式為 。(2)氰化鈉(NaCN)溶液顯強(qiáng)堿性,原因是(用離子方程式表示) 。已知Na2CO3溶液能和HCN反應(yīng):Na2CO3+HCNNaHCO3+NaCN,則向NaCN溶液中通入少量CO2時(shí)反應(yīng)的離子方程式為 。(3)雙氧水可消除氰化物(如NaCN)污染:NaCN+H2O2+H2OA+NH3,則生成物A的化學(xué)式為 ,H2O2常被稱為“綠色氧化劑”的理由是 。(4)在氯氧化法處理

4、含CN-的廢水過(guò)程中,液氯在堿性條件下可以將氰化物氧化成氰酸鹽(其毒性僅為氰化物的千分之一),氰酸鹽進(jìn)一步被氧化為無(wú)毒物質(zhì)。某廠廢水中含KCN,其濃度為650 mgL-1?，F(xiàn)用氯氧化法處理,發(fā)生如下反應(yīng):KCN+2KOH+Cl2KOCN+2KCl+H2O,投入過(guò)量液氯,可將氰酸鹽進(jìn)一步氧化為氮?dú)?2KOCN+4KOH+3Cl22CO2+N2+6KCl+2H2O。若處理上述廢水20 L,使KCN完全轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì),至少需液氯 g。答案答案(1)+2 (2)CN-+H2OHCN+OH-CN-+H2O+CO2HC+HCN(3)NaHCO3還原產(chǎn)物H2O沒(méi)有污染(4)35.5解析解析(1)根據(jù)價(jià)鍵規(guī)律

5、,可知C、N之間以三鍵結(jié)合,H和C之間以單鍵結(jié)合。H顯+1價(jià),N的非金屬性比C強(qiáng),N顯-3價(jià),則C顯+2價(jià)。(2)NaCN是強(qiáng)堿弱酸鹽,CN-水解使溶液顯堿性。HCN和Na2CO3反應(yīng)生成NaHCO3,說(shuō)明HCN的酸性比H2CO3弱但比HC強(qiáng),在NaCN溶液中通入少量CO2會(huì)生成HCN和NaHCO3。(3)根據(jù)質(zhì)量守恒,可知A為NaHCO3。H2O2作氧化劑時(shí),其還原產(chǎn)物H2O沒(méi)有污染性,故H2O2常被稱為“綠色氧化劑”。3O3O(4)20 L廢水中含KCN的質(zhì)量為650 mgL-120 L=13 000 mg=13 g。合并兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式得2KCN+8KOH+5Cl210KCl+2CO

6、2+N2+4H2O,則m(Cl2)=(35513130) g=35.5 g。1-1用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的鋁灰制備Al2(SO4)318H2O,工藝流程如下(部分操作和條件略):.向鋁灰中加入過(guò)量稀H2SO4,過(guò)濾;.向?yàn)V液中加入過(guò)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(guò)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Mn氧化Fe2+的離子方程式補(bǔ)充完整:1Mn+ Fe2+ 1Mn2+ Fe3+ (3)已知:4O4O生成氫氧化物沉淀的pH注:金

7、屬離子的起始濃度為0.1 molL-1根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋步驟的目的: 。(4)已知:一定條件下,Mn可與Mn2+反應(yīng)生成MnO2。向的沉淀中加入濃鹽酸并加熱,能說(shuō)明沉淀中存在MnO2的現(xiàn)象是 。中加入MnSO4的目的是 。 Al(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3開(kāi)始沉淀時(shí)3.46.31.5完全沉淀時(shí)4.78.32.8答案答案(1)Al2O3+6H+2Al3+3H2O(2)58H+54H2O(3)pH約為3時(shí),Fe2+和Al3+不能形成沉淀,將Fe2+氧化為Fe3+,可使鐵完全沉淀(4)有黃綠色氣體生成除去過(guò)量的Mn解析解析(2)根據(jù)氧化還原反應(yīng)的配平方法化合價(jià)升降法:nn2+得5e-、失e-

8、,確定Fe2+和Fe3+的化學(xué)計(jì)量數(shù)為5,再根據(jù)電荷守恒與原子守恒配平。(4)發(fā)生反應(yīng):MnO2+4HCl(濃)MnCl2+2H2O+Cl2,會(huì)產(chǎn)生黃綠色氣體;已知Mn與Mn2+反應(yīng)生成MnO2,因此加入MnSO4可以除去過(guò)量的Mn。4O7M4O2M22Fe33Fe4O4O1-2鋰、鉻、鈰、鎳均為金屬元素,這些金屬元素的化合物在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要作用。(1)LiPF6是鋰離子電池中廣泛應(yīng)用的電解質(zhì),LiPF6中P的化合價(jià)為 。(2)自然界中Cr主要以+3價(jià)和+6價(jià)形式存在。+6價(jià)的Cr能引起細(xì)胞的突變,可以用亞硫酸鈉在酸性條件下將其還原為+3價(jià)的Cr。完成并配平下列離子方程式: Cr2+ S+

9、 Cr3+ S+ H2O(3)二氧化鈰(CeO2)在平板電視顯示屏的制造中有著重要應(yīng)用。CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。27O23O24O(4)如圖所示是由Ce3+再生Ce4+的裝置示意圖。電解總反應(yīng)為2HS+4H+4Ce3+S2+4Ce4+3H2O。生成Ce4+的電極反應(yīng)式為 。3O23O生成的含Ce4+溶液從電解槽的 (填字母序號(hào))口流出。(5)NiSO4nH2O是一種綠色、易溶于水的晶體,廣泛應(yīng)用于鍍鎳、電池制造等領(lǐng)域,為測(cè)定NiSO4nH2O的組成,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):稱取2.682 6 g樣品,配制成250.00 mL溶液,準(zhǔn)確量取配制的溶液2

10、5.00 mL,用0.040 00 molL-1的EDTA(Na2H2Y)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ni2+(離子方程式為Ni2+H2Y2-NiY2-+2H+),消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液25.50 mL。則晶體樣品的化學(xué)式為 。答案答案(1)+5(2)138H+234(3)2CeO2+3H2SO4+H2O2Ce2(SO4)3+4H2O+O2(4)Ce3+-e-Ce4+a(5)NiSO46H2O解析解析(1)根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0的原則,計(jì)算P的化合價(jià)為+5;(3)CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+,說(shuō)明CeO2為氧化劑,H2O2為還原劑,由此可寫出化學(xué)方程式;(4)Ce3+生成Ce4+

11、,Ce元素的化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng),應(yīng)為陽(yáng)極反應(yīng),因此生成的含Ce4+溶液從電解槽的a口流出;(5)根據(jù)關(guān)系式:NiSO4nH2ONa2H2Y,列出計(jì)算式:0.040 000.025 5010(155+n18)=2.682 6,解得n=6。類型二、主題素材確定型元素及其化合物綜合題類型二、主題素材確定型元素及其化合物綜合題以某一主題組織素材的綜合應(yīng)用題,考查范圍廣,不但可考查常見(jiàn)元素的單質(zhì)及其化合物的相互轉(zhuǎn)化,還可結(jié)合基本理論進(jìn)行考查,如:物質(zhì)結(jié)構(gòu)及元素周期律、化學(xué)平衡及電離平衡理論、氧化還原及電化學(xué)知識(shí)等。解答這一類型題目時(shí),先要仔細(xì)審題,了解命題意圖及考查的知識(shí)點(diǎn),然后認(rèn)真分析已知條件并

12、結(jié)合已學(xué)知識(shí)分析注意事項(xiàng)、補(bǔ)充所缺項(xiàng)目,使整個(gè)題目前后連貫起來(lái),規(guī)范做出正確答案。典例典例2某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe2+、Fe3+的性質(zhì)?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)丙組同學(xué)取10 mL 0.1 molL-1KI溶液,加入6 mL 0.1 molL-1 FeCl3溶液混合。分別取2 mL此溶液于3支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):第一支試管中加入1 mL CCl4充分振蕩、靜置,CCl4層顯紫色;第二支試管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液,生成藍(lán)色沉淀;第三支試管中加入1滴KSCN溶液,溶液變紅。實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的離子是 (填離子符號(hào));實(shí)驗(yàn)和說(shuō)明:在I-過(guò)量的情況下,溶液中仍含有 (填離子符號(hào)),由此可以證明該氧化還

13、原反應(yīng)為 。(2)丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液,溶液變成棕黃色,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ;一段時(shí)間后,溶液中有氣泡出現(xiàn),并放熱,隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是 ,生成沉淀的原因是 (用平衡移動(dòng)原理解釋)。答案答案(1)Fe2+Fe3+可逆反應(yīng)(2)H2O2+2Fe2+2H+2Fe3+2H2OFe3+催化H2O2分解產(chǎn)生O2H2O2分解反應(yīng)放熱,促進(jìn)Fe3+的水解平衡正向移動(dòng)解析解析(1)根據(jù)Fe2+的檢驗(yàn)方法,向溶液中加入1滴K3Fe(CN)6溶液,生成藍(lán)色沉淀,一定含有Fe2+,則實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的離子是Fe2+;碘易溶于CCl4,在CCl4中呈紫色,Fe3

14、+遇KSCN溶液顯紅色,實(shí)驗(yàn)和說(shuō)明,在I-過(guò)量的情況下,溶液中仍含有Fe3+,由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為可逆反應(yīng)。(2)H2O2溶液中加入幾滴酸化的FeCl2溶液,溶液變成棕黃色,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為H2O2+2Fe2+2H+2Fe3+2H2O,含鐵離子的溶液呈棕黃色;一段時(shí)間后,溶液中有氣泡出現(xiàn),并放熱,隨后有紅褐色沉淀生成,產(chǎn)生氣泡的原因是反應(yīng)產(chǎn)生的Fe3+是H2O2分解的催化劑,促使H2O2分解生成O2,同時(shí)H2O2分解反應(yīng)是放熱反應(yīng),促使Fe3+的水解平衡Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+正向移動(dòng),產(chǎn)生較多Fe(OH)3,聚集形成沉淀。2-1 無(wú)水氯化鋁是有機(jī)合成工業(yè)中一種重要

15、的催化劑,工業(yè)上由Al2O3制備無(wú)水氯化鋁的反應(yīng)為2Al2O3+6Cl24AlCl3+3O2。(1)實(shí)驗(yàn)室制氯氣的離子方程式為 ,氯氣溶于水生成的次氯酸的電子式為 。(2)AlCl3可以作凈水劑,其原理是(用離子方程式表示) 。(3)Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液處理Al2O3膜,其離子方程式為 。(4)為分析某鋁合金的成分,用足量稀硝酸將其完全溶解后,用NaOH溶液調(diào)pH,當(dāng)pH=3.4時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)沉淀,分別在pH為5、9時(shí)過(guò)濾沉淀,繼續(xù)滴加NaOH溶液無(wú)沉淀生成。結(jié)合圖像信息推斷該合金中除鋁外還含有的金屬是 。 答案答案(1)MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2OH(2)Al3

16、+3H2OAl(OH)3+3H+(3)Al2O3+2OH-2Al+H2O(4)Cu(或銅)解析解析(1)實(shí)驗(yàn)室利用MnO2和濃鹽酸在加熱條件下制備氯氣,離子方程式為MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O。次氯酸的結(jié)構(gòu)式為HOCl,電子式為H。(2)AlCl3可以作凈水劑,是因?yàn)锳l3+水解生成的Al(OH)3膠體可以吸附水中的懸浮物質(zhì)。(3)NaOH溶液處理Al2O3膜時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al2O3+2OH-2Al+H2O。(4)根據(jù)題圖可知,pH=3時(shí),Fe3+已經(jīng)完全沉淀,則溶解液中一定不含F(xiàn)e3+,而pH=9時(shí)Mg2 +OCl2OOCl2O才開(kāi)始沉淀,根據(jù)題意,過(guò)濾后繼續(xù)滴

17、加NaOH溶液無(wú)沉淀生成,則溶解液中一定不含Mg2+,而Cu2+、Fe2+分別在pH=7、pH=9時(shí)完全沉淀,由于硝酸過(guò)量,不可能生成Fe2+,故溶解液中一定含有Cu2+,因此合金中還含有的金屬為Cu。2-2硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4,還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示:回答下列問(wèn)題:(1)寫出Mg2B2O5H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。為提高浸出速率,除適當(dāng)增加硫酸濃度外,還可采取的措施有 (寫出兩條)。(2)利用 的磁性,可將其從“浸渣”中分離。“浸渣”中還

18、剩余的物質(zhì)是 。(寫化學(xué)式)(3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液,作用是 。然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5,目的是 。(4)“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是 (填名稱)。(5)以硼酸為原料可制得硼氫化鈉(NaBH4),它是有機(jī)合成中的重要還原劑,其電子式為 。(6)單質(zhì)硼可用于生產(chǎn)具有優(yōu)良抗沖擊性能的硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼,用化學(xué)方程式表示制備過(guò)程 。答案答案(1)Mg2B2O5H2O+2H2SO4 2H3BO3+2MgSO4提高反應(yīng)溫度、減小鐵硼礦粉粒徑(2)Fe3O4SiO2和CaSO4(3)將Fe2+氧化成Fe3+使Fe3+與Al3+形成氫氧化物沉淀而除去(4)(七水)硫酸鎂(5)N

19、a+HH-(6)2H3BO3 B2O3+3H2O、B2O3+3Mg 2B+3MgO解析解析(1)硫酸可與硼酸鹽反應(yīng)制取酸性較弱的硼酸,所以Mg2B2O5H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Mg2B2O5H2O+2H2SO4 2MgSO4+2H3BO3。為提高浸出速率,除適當(dāng)增加硫酸濃度外,還可采取提高反應(yīng)溫HHB度、減小鐵硼礦粉粒徑等措施。(2)Fe3O4有磁性,可利用其磁性將其從“浸渣”中分離;“浸渣”中還剩余的物質(zhì)是SiO2和CaSO4。(3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液,其作用是把Fe2+氧化為Fe3+,然后調(diào)節(jié)溶液的pH約為5,使Al3+和Fe3+以Al(OH)3、Fe(OH)3形式沉降

20、而除去。(4)“粗硼酸”中所含雜質(zhì)主要是沒(méi)有除去的易溶性鎂鹽,故為(七水)硫酸鎂。(5)硼氫化鈉的電子式為Na+HH-。(6)利用Mg的還原性制取硼的化學(xué)方程式為2H3BO3 B2O3+3H2O、B2O3+3Mg 2B+3MgO。HHB類型三、與環(huán)境保護(hù)和綠色化學(xué)相關(guān)的元素及其化合物綜合題類型三、與環(huán)境保護(hù)和綠色化學(xué)相關(guān)的元素及其化合物綜合題結(jié)合元素及其化合物的性質(zhì),考查環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)的應(yīng)用是近幾年高考命題的熱點(diǎn);是與社會(huì)、生產(chǎn)、生活結(jié)合較為緊密的一類題目,題中一些答案的制定經(jīng)常具有一定的開(kāi)放性,作答時(shí),要聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際,充分利用化學(xué)語(yǔ)言,敢于下筆。1.環(huán)境污染的類型及防治措施環(huán)境污染

21、的類型及防治措施 主要污染物及來(lái)源主要危害防治措施 污染物:硫氧化物、氮氧化物、碳?xì)浠衔?、固體顆粒來(lái)源:化石燃料的燃燒,工業(yè)煙塵危害人體健康破壞建筑影響動(dòng)、植物生長(zhǎng)改變氣候開(kāi)發(fā)新能源,減少化石燃料的燃燒對(duì)工業(yè)尾氣進(jìn)行處理立法管理 污染物:重金屬鹽、耗氧有機(jī)物,氮、磷化合物等來(lái)源:工業(yè)廢水、生活廢水、實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)院廢水污染飲用水、影響人畜健康影響植物生長(zhǎng)形成水華、赤潮,影響水中生物生長(zhǎng)對(duì)廢水進(jìn)行無(wú)害化處理后排放立法管理 污染物:重金屬鹽、廢塑料、工業(yè)廢料、建筑垃圾來(lái)源:生活垃圾、工廠、建筑垃圾、化肥、農(nóng)藥、各種廢水使土壤板結(jié)、硬化水肥流失對(duì)垃圾進(jìn)行回收和分類處理,綜合利用控制各種污水的排放2.常

22、見(jiàn)的環(huán)境污染及其成因常見(jiàn)的環(huán)境污染及其成因 3.實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的過(guò)程、目標(biāo)及措施實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的過(guò)程、目標(biāo)及措施典例典例3研究CO2在海洋中的轉(zhuǎn)移和歸宿,是當(dāng)今海洋科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域。(1)溶于海水的CO2主要以4種無(wú)機(jī)碳形式存在,其中HC占95%。寫出CO2溶于水產(chǎn)生HC的方程式: 。(2)在海洋碳循環(huán)中,通過(guò)如圖所示的途徑固碳。3O3O寫出鈣化作用的離子方程式: 。同位素示蹤法證實(shí)光合作用釋放出的O2只來(lái)自H2O。用18O標(biāo)記物質(zhì)的光合作用的化學(xué)方程式如下,將其補(bǔ)充完整: + (CH2O)x+x18O2+xH2O(3)海水中溶解無(wú)機(jī)碳占海水總碳的95%以上,其準(zhǔn)確測(cè)量是研究海洋碳循環(huán)的基礎(chǔ)。測(cè)

23、量溶解無(wú)機(jī)碳,可采用如下方法:氣提、吸收CO2。用N2從酸化后的海水中吹出CO2并用堿液吸收(裝置示意圖如下)。將虛線框中的裝置補(bǔ)充完整并標(biāo)出所用試劑。滴定。將吸收液吸收的無(wú)機(jī)碳轉(zhuǎn)化為NaHCO3,再用x molL-1 HCl溶液滴定,消耗y mL HCl溶液。海水中溶解無(wú)機(jī)碳的濃度= molL-1。(4)利用下圖所示裝置從海水中提取CO2,有利于減少環(huán)境溫室氣體含量。結(jié)合方程式簡(jiǎn)述提取CO2的原理: 。用該裝置產(chǎn)生的物質(zhì)處理b室排出的海水,合格后排回大海。處理至合格的方法是 。答案答案(1)CO2+H2O H2CO3、H2CO3 H+HC(2)2HC+Ca2+ CaCO3+CO2+H2OxC

24、O22xO(3)(4)a室:2H2O-4e- 4H+O2,H+通過(guò)陽(yáng)離子膜進(jìn)入b室,發(fā)生反應(yīng):H+HC CO2+H2Oc室的反應(yīng):2H2O+2e- 2OH-+H2,用c室排出的堿液將從b室排出的酸性海水調(diào)至接近裝置入口海水的pH3O3O182Hx yz3O解析解析(3)向盛有海水的裝置中通入N2應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出,酸化海水應(yīng)用難揮發(fā)的H2SO4。由NaHCO3+HCl NaCl+CO2+H2O可以看出,n(NaHCO3)=n(HCl),c(C)= molL-1。(4)a室為陽(yáng)極室,H2O放電生成的H+可通過(guò)陽(yáng)離子膜進(jìn)入b室與HC反應(yīng)產(chǎn)生CO2;c室為陰極室,H2O放電生成OH-使c室溶液呈堿性,故用c

25、室排出的堿液將從b室排出的酸性海水調(diào)至接近裝置入口海水的pH后,再將其排回大海。3(NaHCO )()nV 海水133mol L1010 xyLzL x yz3O3-1煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大氣,采用Na-ClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝。回答下列問(wèn)題:(1)NaClO2的化學(xué)名稱為 。(2)在鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO2和NO的煙氣,反應(yīng)溫度323 K,NaClO2溶液濃度為510-3 molL-1。反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表。寫出NaClO2溶液脫硝過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式: 。增加壓強(qiáng),NO的轉(zhuǎn)化率 (填“提高”“不變”或“降

26、低”)。隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行,吸收劑溶液的pH逐漸 (填“增大”“不變”或“減小”)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,脫硫反應(yīng)速率 脫硝反應(yīng)速率(填“大于”或“小于”)。原因除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同,還可能是 。(3)在不同溫度下,NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中SO2和NO的平衡分壓pc如圖所示。由圖分析可知,反應(yīng)溫度升高,脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均 (填“增大”“不變”或“減小”)。反應(yīng)Cl+2S 2S+Cl-的平衡常數(shù)K表達(dá)式為 。2O23O24O答案答案(1)亞氯酸鈉(2)4NO+3Cl+4OH- 4N+2H2O+3Cl-提高減小大于NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高(3)減小 2O3O

27、2242232( O )(Cl )( O )(ClO )cSccSc解析解析(1)NaClO2的化學(xué)名稱為亞氯酸鈉。(2)脫硝過(guò)程就是煙氣中的NO被NaClO2溶液吸收的過(guò)程,由表中數(shù)據(jù)可知NO與Cl在溶液中反應(yīng)后主要生成N和Cl-,離子方程式為4NO+3Cl+4OH- 4N+2H2O+3Cl-;增加壓強(qiáng),NO在溶液中的溶解度增大,NO的轉(zhuǎn)化率提高。隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行,c(OH-)減小,pH逐漸減小。由表中數(shù)據(jù)可知,反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中S的濃度大于N的濃度,說(shuō)明脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率。(3)由圖像可知,升高溫度,氣體的平衡分壓增大,說(shuō)明平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小。2O3O2O3O24O3

28、O3-2直接排放含SO2的煙氣會(huì)形成酸雨,危害環(huán)境。利用鈉堿循環(huán)法可脫除煙氣中的SO2。(1)用化學(xué)方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反應(yīng): 。(2)在鈉堿循環(huán)法中,Na2SO3溶液作為吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,該反應(yīng)的離子方程式是 。 (3)吸收液吸收SO2的過(guò)程中,pH隨n(S) n(HS)變化關(guān)系如下表:23O3O由上表判斷,NaHSO3溶液顯 性,用化學(xué)平衡原理解釋: 。當(dāng)吸收液呈中性時(shí),溶液中離子濃度關(guān)系正確的是(選填字母) 。a.c(Na+)=2c(S)+c(HS)b.c(Na+)c(HS)c(S)c(H+)=c(OH-)c.c(Na+)+c(H+)=c(S)+c(HS

29、)+c(OH-)23O3O3O23O23O3O(4)當(dāng)吸收液的pH降至約為6時(shí),需送至電解槽再生。再生示意圖如下:HS在陽(yáng)極放電的電極反應(yīng)式是 。當(dāng)陰極室中溶液pH升至8以上時(shí),吸收液再生并循環(huán)利用。簡(jiǎn)述再生原理: 。3O答案答案(1)SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O22H2SO4(2)SO2+2OH-S+H2O (3)酸HS存在:HSS+H+和HS+H2OH2SO3+OH-,HS的電離程度強(qiáng)于水解程度ab (4)HS+H2O-2e-3H+S H+在陰極得電子生成H2,溶液中的c(H+)降低,促使HS電離生成S,且Na+進(jìn)入陰極,吸收液得以再生23O3O3O23O3O3O3O24O3

30、O23O解析解析(2)SO2被NaOH溶液吸收制備Na2SO3時(shí):SO2+2OH-S+H2O。(3)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知n(S) n(HS)=9 91時(shí),溶液的pH為6.2,故NaHSO3溶液顯酸性;在NaHSO3溶液中存在HS的電離和水解,且電離程度大于水解程度,故溶液呈酸性。當(dāng)吸收液呈中性時(shí),溶液中c(H+)=c(OH-),根據(jù)電荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(S)+c(HS)+c(OH-),推出c(Na+)=2c(S)+c(HS);由于n(S) n(HS)=1 1時(shí),溶液的pH為7.2,故溶液呈中性時(shí)一定有c(HS)c(S),可推出:c(Na+)c(HS)c(S )c(H+)=c(OH-)。(4)根據(jù)電解槽所示的變化,可知HS在陽(yáng)極放電的電極反應(yīng)式為HS+H2O-2e-3H+S;H+在陰極得電子生成H2,溶液中的c(H+)降低,促使HS電離生成S,且Na+進(jìn)入陰極,吸收液得以再生。3O23O3O23O3O23O3O3O23O3O23O3O3O24O3O23O23O3O23O