(全国通用)2016届高考化学一轮复习 高效演练31 新人教版
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《全程复习方略》2016届高考化学(全国通用)总复习高效演练跟踪高效运动和跟踪检测区1。
下列试剂是空气中变质反应的氧化剂和还原剂()A。
过氧化钠b .硫化钠c .硫酸亚铁d .氢氧化钠[分辨率]选项a过氧化钠可以通过氧化和还原与水或二氧化碳反应,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂。
硫化钠很容易被氧氧化成元素硫,元素硫是一种还原剂。
硫酸亚铁中的Fe2+容易被氧作为还原剂氧化成Fe3+;氢氧化钠在空气中的变质主要是与二氧化碳的反应,而不是氧化还原反应。
2.(2015年莱芜模拟)在以下反应中,氧化剂与还原剂的比例为()a . 3s+6 NaOH = = = 2na2s+na2so 3+3h2ob . 2ch 3cooh+ca(clo)2 = = = 2hclo+(ch3co 0),比例为1: 2 2Cac。
I2+2NaClO 3 = = = 2Na2O 3+Cl2 56+d . 4盐酸(浓缩)+二氧化锰高温二氯化锰+Cl2↓+2H2O[分辨率]选择D第一项,氧化剂和还原剂均为硫,物质的量之比为2∶1;乙项是非氧化还原反应;丙项、氯化钠和碘分别为氧化剂和还原剂,物质量之比为2∶1;D项中,二氧化锰和盐酸分别为氧化剂和还原剂,2摩尔4摩尔盐酸为还原性,另2摩尔为酸性,即氧化剂和还原剂的比例为1∶23.一个未修正的离子方程式是_ _ _ _ _ _ _ _+x+6h+-3 x2+3h2o。
在此基础上,判断- 1-,并选择氧化产物和还原产物的物质的量之比(a . 1:1b . 3:1c . 5:1d . 7:1[分辨率)作为C根据质量和电荷守恒,离子方程式是5X-+X5: 1。
4。
(2015许昌模拟)据了解,以下三个实验都可以产生化学反应①②③+6H+= = = 3X 2+3H2O,则氧化产物与还原产物的质量比为。
将铁钉放入硫酸亚铁中,将铜线放入硫酸铜溶液中,并将其滴入氯化铁溶液中。
以下判断是正确的()A。
上述实验证明氧化:Fe3+> Fe2+ > Cu2+b。
高效演练121.下列各组气体,在常温常压下不能共存的是( )A.SO2与O2B.NO与O2C.O2与N2D.NO2与O2【解析】选B。
NO和O2在常温常压下易发生化合反应生成NO2:2NO+O2====2NO2;而SO2和O2反应需催化剂、加热;N2和O2反应需放电或高温条件。
2.能正确表示下列反应的离子方程式的是( )A.向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸:3Fe2++4H++N====3Fe3++NO↑+2H2OB.铜片与浓硝酸:Cu+N+4H+====Cu2++NO↑+2H2OC.氯化铵浓溶液跟浓NaOH溶液混合后加热:N+OH-NH3·H2OD.碳酸氢铵溶液与足量的NaOH溶液混合后加热:N+OH-NH3↑+H2O【解析】选A。
B项应为Cu+4H++2N====Cu2++2NO2↑+2H2O;C项应为N+OH-NH3↑+H2O;D项中HC也参与反应,应为N+HC+2OH-NH3↑+C+2H2O。
【方法规律】铵盐与碱的反应条件及反应方程式(1)若是铵盐溶液与烧碱溶液共热,则可用离子方程式表示为N+OH-NH3↑+H2O。
(2)若反应物为稀溶液且不加热时,则无氨气逸出,用离子方程式表示为N+OH-====NH3·H2O。
(3)若反应物都是固体时,则只能用化学方程式表示。
3.红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为①和②两份,第①份先通过适量蒸馏水,再导入少量石灰水;第②份直接通入少量石灰水。
则石灰水的变化最可能为( )A.①不变浑浊,②变乳白色B.①变乳白色,②不变浑浊C.①变乳白色,②变乳白色D.①不变浑浊,②不变浑浊【解析】选B。
碳与浓硝酸反应产生CO2和NO2的混合气体,而NO2可与水反应生成硝酸为强酸,故混合气体直接通过石灰水,会产生Ca(NO3)2溶液,难以得到CaCO3沉淀;混合气体先通过水,NO2可与水反应生成硝酸和NO,则剩余NO和CO2的混合气体,再通过石灰水会产生CaCO3沉淀。
高效演练181.向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定条件下发生反应:N2+3H22NH3。
对达到化学平衡状态时的有关说法正确的是( )A.N2将完全转化为NH3B.N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等C.N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化D.正反应和逆反应的速率都为零【解析】选C。
可逆反应不可能进行到底,A错;此反应中的任何时刻N2、H2的浓度都不可能相等,B错;达到化学平衡时正、逆反应速率相等但不为零,D错。
2.(双选)(2014·海南高考)将BaO2放入密闭的真空容器中,反应2BaO2(s)2BaO(s)+O2(g)达到平衡,保持温度不变,缩小容器容积,体系重新达到平衡,下列说法正确的是( )A.平衡常数减小B.BaO量不变C.氧气压强不变D.BaO2量增加【解析】选C、D。
因为温度不变,只缩小体积,则化学平衡常数不变,A错误;缩小体积,氧气浓度增大,化学平衡逆向移动,氧化钡物质的量减少,过氧化钡物质的量增加,B错误、D正确;因为平衡常数不变,所以氧气的浓度不变,则压强不变,C正确。
【方法规律】化学平衡移动问题分析的思维模式3.(2014·安徽高考)臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图象作出的判断正确的是( )【解析】选A。
根据A项图知,该反应的反应物的能量比生成物高,是放热反应,升温时,平衡逆向移动,平衡常数减小,A正确;v(NO2)=0.2 mol·L-1·s-1,单位错误,B错误;使用催化剂,不能使平衡移动,C错误;增大氧气浓度,平衡逆向移动,NO2的转化率减小,D错误。
【加固训练】下列反应中符合下图图象的是( )A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-Q1kJ·mol-1(Q1>0) B.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)ΔH=+Q2kJ·mol-1(Q2>0) C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-Q3kJ·mol-1(Q3>0) D.H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g)ΔH=+Q4kJ·mol-1(Q4>0) 【解析】选B。
高效操练 361.(2015 ·湛江模拟 ) 以下各项有机化合物的命名或分类正确的选项是()A.2 ,3- 二甲基 -2- 乙基己烷B.CH3CH2CH2Cl 氯丙烷C.属于芬芳化合物D.属于羧酸【分析】选 D。
A 项,该物质的名称为 3,3,4- 三甲基庚烷,故 A 错误;B 项,该物质的名称为1- 氯丙烷,故 B 错误; C项,芬芳族化合物一定含有苯环,故C错误; D项,— COOH为羧酸的官能团,故D正确。
2.以下说法错误的选项是 ()A. 三硝基甲苯的分子式为C7H3N3O6B. 等质量的甲烷、乙烯、1,3- 丁二烯分别充足焚烧,所耗用氧气的量挨次减少C.在核磁共振氢谱中能出现两个峰,且其峰面积之比为3∶1D.2,3- 二甲基丁烷的核磁共振氢谱中会出现两个峰【分析】选。
A 项,三硝基甲苯的分子式为7 H5N3O6,错误;B项,A C等质量的 C x H y焚烧耗氧量多少是比较y/x 的值, y/x 的值越大,耗氧量越多,正确; C项,该物质的分子中有两种环境的氢原子,个数之比为 1∶3,正确; D项,2,3- 二甲基丁烷的核磁共振氢谱中会出现两个峰,且面积之比为6∶1,正确。
3.( 2015 ·宁波模拟 ) 以下说法不正确的选项是 ()A. 均三甲苯在核磁共振氢谱中能出现两组峰,且其峰面积之比为3∶1B. 按系统命名法,化合物的名称是2,2,4,5- 四甲基 -3 ,3-二乙基己烷C.乙醇和二甲醚互为同分异构体,利用红外光谱法或核磁共振氢谱法均可鉴识二者D.肌醇与葡萄糖的元素构成同样,化学式均为 C6 H12O6,知足 C m(H2O)n,所以,均属于糖类化合物【分析】选 D。
肌醇为环己六醇,属于环醇类,葡萄糖是多羟基醛,D错误。
【方法例律】键线式表示的有机物分子式的推导(1)图中的端点、折点、交错点上都表示碳原子,由此确立碳原子数。
(2)确立含有的官能团个数。
(3)由碳四价、氧二价、氮三价等来确立分子中的氢原子数。
高效演练381.下列说法正确的是( )A.聚乙烯塑料的老化是由于发生了加成反应B.等物质的量的苯和苯甲酸完全燃烧消耗氧气的量不相等C.苯与甲苯互为同系物,均能使酸性KMnO4溶液褪色D.“可燃冰”主要成分是甲烷和水【解析】选D。
聚乙烯分子中不存在碳碳双键,不能发生加成反应,聚乙烯塑料的老化是因为被氧化所致,A错误;苯甲酸的分子式为C7H6O2,可将分子式变形为C6H6·CO2,因此等物质的量的苯和苯甲酸完全燃烧消耗氧气的量相等,B错误;苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故可用酸性高锰酸钾溶液来鉴别苯和苯的同系物,C错误;可燃冰为甲烷的结晶水合物,主要成分是甲烷和水,D正确。
【加固训练】甲烷、乙烯和苯属于不同类型的有机化合物,但它们之间也有共性,下列关于它们之间共同特点的说法正确的有( )A.都是平面结构B.都能使酸性KMnO4溶液褪色C.都能发生加成反应和取代反应D.在氧气中完全燃烧后都生成CO2和H2O【解析】选D。
甲烷是空间正四面体结构,A错误;甲烷和苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故B 错误;甲烷是饱和烃,不能发生加成反应,故C错误;甲烷、乙烯和苯只含C和H两种元素,在氧气中完全燃烧后都生成CO2和H2O,故D正确。
2.只用一种试剂即可区别苯、甲苯、四氯化碳、氢氧化钠溶液,此试剂是( )A.酸性高锰酸钾溶液B.溴水C.浓硫酸D.液溴【解析】选A。
酸性高锰酸钾溶液与苯混合,溶液分层,上层无色,与甲苯混合溶液褪色,不分层,与四氯化碳混合,溶液分层,下层无色,与氢氧化钠溶液混合,溶液不褪色,不分层,A项可以;将溴水加入苯、甲苯中,都是上层的苯、甲苯萃取了溴水中的溴而无法区别苯与甲苯;浓硫酸无法区别苯、甲苯与四氯化碳;液溴与苯、甲苯的反应需要催化剂,且操作较麻烦,故液溴无法区分苯和甲苯。
【加固训练】下列各组有机物中,只需加入溴水就能一一鉴别的是( )A.己烯、苯、四氯化碳B.苯、己炔、己烯C.己烷、苯、环己烷D.甲苯、己烷、己烯【解析】选A。
高效演练021.(2015·茂名模拟)设N A表示阿伏加德罗常数的值,下列关于0.2 mol·L-1Ba(NO3)2溶液的叙述不正确的是( )A.2 L溶液中阴阳离子总数为1.2N AB.500 mL溶液中N浓度为0.2 mol·L-1C.500 mL溶液中Ba2+浓度为0.2 mol·L-1D.500 mL溶液中N物质的量为0.2 mol【解析】选B。
2 L溶液中阴阳离子的物质的量为2 L×0.2 mol·L-1×3=1.2 mol,A正确;溶液具有均一性,根据Ba(NO3)2Ba2++ 2N,0.2 mol·L-1Ba(NO3)2溶液中Ba2+浓度为0.2 mol·L-1、N浓度为0.4 mol·L-1,B错误,C、D正确。
2.(2015·益阳模拟)下列溶液中的Cl-物质的量与100 mL 1 mol·L-1AlCl3溶液中Cl-物质的量相等的是( )A.150 mL 1 mol·L-1NaCl溶液B.100 mL 3 mol·L-1KClO3溶液C.75 mL 2 mol·L-1MgCl2溶液D.50 mL 1 mol·L-1FeCl3溶液【解析】选C。
100 mL 1 mol·L-1AlCl3溶液中Cl-物质的量浓度是 3 mol·L-1,Cl-物质的量为3 mol·L-1×0.1 L=0.3 mol。
A项,150 mL 1 mol·L-1NaCl溶液中c(Cl-)=1 mol·L-1×1=1 mol·L-1,Cl-物质的量为1 mol·L-1×0.15 L=0.15 mol;B项,100 mL 3 mol·L-1KClO3溶液中不含有Cl-,错误;C项,75 mL 2 mol·L-1MgCl2溶液中c(Cl-)=2 mol·L-1×2=4 mol·L-1,Cl-物质的量为4 mol·L-1×0.075 L=0.3 mol;D项,50 mL 1 mol·L-1FeCl3溶液中c(Cl-)=1 mol·L-1×3=3 mol·L-1,Cl-物质的量为3 mol·L-1×0.05 L=0.15 mol。
高效演练331.无论是从在国民经济中的地位来看,还是从科学发展的角度来看,硅都发挥着重要的作用。
(1)人类使用硅酸盐产品(陶瓷等)的历史已经快一万年了,但在1823年才获得单质硅,瑞典化学家贝采利乌斯用金属钾还原SiF4获得单质硅,写出化学方程式:_________________________。
(2)由于制取方法和条件的不同,得到的单质硅形态不同,其性质也不同。
①用铝热法还原氟硅酸钾制得较纯净的晶体硅:4Al+3K2SiF63Si+2KAlF4+2K2AlF5,关于该反应的说法正确的是________(填序号)。
A.Al是还原剂B.氧化产物只有KAlF4C.每转移6N A电子,得到42 g SiD.铝元素在KAlF4和K2AlF5中化合价不同②用白砂子与镁粉混合在高温条件下得到无定形硅,反应的化学方程式为______________________。
③无定形硅和晶体硅的结构有很大的差别,无定形硅为棕色粉末,而晶体硅是纯灰色、不透明而有光泽的等轴八面晶体,无定形硅的化学性质比晶体硅活泼得多。
通过上述描述你能得出的结论是______________________________。
(3)硅在炼钢时用作脱氧剂,还原在冶炼过程中所形成的FeO,化学方程式为___________________________________________。
(4)在野外,为了迅速得到氢气,用硅粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH混合,并加强热,即可迅速得到H2、Na2SiO3、CaO。
这种混合物叫做生氢剂。
请写出该反应的化学方程式:___________________________________________。
(5)硅橡胶是一种耐高温、低温,耐油,化学性质稳定的高分子合成材料,用于制造卫星部件、人体器官等,现以为原料合成硅橡胶(),需要发生反应的主要类型有________、________。
【解析】(1)K可与SiF4发生置换反应生成Si。
高效演练221.盐MN溶于水存在如下过程:下列有关说法中不正确的是( )A.MN是强电解质B.N-结合H+的能力一定比OH-强C.该过程使溶液中的c(OH-)>c(H+)D.溶液中存在c(HN)=c(OH-)-c(H+)【解析】选B。
由MN M++N-可看出MN是强电解质,A正确;从反应过程可以看出,N-与水电离出来的H+结合为弱电解质HN,因此溶液中c(OH-)>c(H+),C正确;根据质子守恒可知D 项正确;N-结合H+的能力不一定比OH-强,例如HC、F-等结合H+的能力都没有OH-强,故B错。
2.(2015·莆田模拟)已知某溶液中只存在OH-、Cl-、N、H+四种离子,下列说法不正确的是( )A.若溶液中c(N)=c(Cl-),则该溶液一定显中性B.若溶液中c(N)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),则溶液中一定含有NH4Cl和NH3·H2OC.若溶液中c(Cl-)>c(N)>c(H+)>c(OH-),则溶液中可能含有NH4Cl或可能含有NH4Cl和HClD.若溶液中c(Cl-)>c(H+)>c(N)>c(OH-),则溶液中含有大量的NH4Cl和少量的HCl 【解析】选D。
A项,若溶液中c(N)=c(Cl-),由电荷守恒知c(OH-)=c(H+),则该溶液一定显中性;B项,溶液呈碱性,溶质只能是NH4Cl和NH3·H2O;C项,溶液呈酸性,溶质可能含有NH4Cl或可能含有NH4Cl和HCl,但若溶质是大量的NH4Cl和少量的HCl,则c(Cl-)>c(N)>c(H+)>c(OH-), D项错误。
【加固训练】关于浓度均为0.1 mol·L-1的三种溶液:①氨水、②盐酸、③氯化铵溶液,下列说法不正确的是( )A.c(N):③>①B.水电离出的c(H+):②>①C.①和②等体积混合后的溶液:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)D.①和③等体积混合后的溶液:c(N)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)【解析】选B。
高效演练301.(2015·大连模拟)用如图所示装置制取表中的四种气体(图中加热及气体收集装置均已略去;必要时可以加热; a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂)。
上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是( )A.CO2B.Cl2C.SO2D.H2【解析】选D。
制备CO2时不能用饱和碳酸钠溶液吸收HCl,因为CO2能与饱和碳酸钠溶液反应,应用饱和碳酸氢钠溶液,A错误;除去Cl2中混有的HCl气体不能用NaOH溶液,因为Cl2也能与NaOH溶液反应,应用饱和食盐水,B错误;铜与稀硫酸不反应,不能用于制备SO2,C 错误。
【加固训练】实验室制取下列气体,所用药品和干燥剂都正确的是( )【解析】选A。
A项中制取H2的药品及干燥剂的选择均正确;B项中干燥剂选择错误,因为Cl2能与碱石灰发生反应,应选浓硫酸为干燥剂;C项中药品与干燥剂选择均错误,应用浓硫酸作药品,P2O5或CaCl2为干燥剂;D项中的干燥剂选择错误,应用碱石灰作干燥剂。
2.(2015·赤峰模拟)实验室某些物质的制备装置如图所示(省略夹持装置和净化装置),仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的是( )【解析】选A。
ab中的物质反应生成SO2,ed中的物质反应生成NH3,SO2和NH3在c中生成(NH4)2SO3,故A正确;ed中生成的H2S会溶解在稀盐酸中,故B错误;两装置中分别生成的氢气和氯气在常温下不反应,不能得到HCl,故C错误;浓硫酸和乙醇在常温下不反应,故D错误。
【加固训练】下列选项正确的是( )【解析】选B。
收集氧气时试管不能加橡皮塞,A项错误;反应装置无加热仪器,C项错误;收集乙酸乙酯的导管末端不应伸到液面以下,D 项错误。
3.下列关于实验的叙述正确的是( )A.向一定量的稀硫酸中加入除去油污的废铁屑,是制备硫酸亚铁溶液的可行方案B.向煮沸的1 mol·L-1NaOH溶液中滴加FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体C.向铝屑与硫酸反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液反应,是制备氢氧化铝的最佳方案D.向某溶液中,依次加入氯水和硫氰化钾溶液,溶液变红,说明溶液中含有Fe2+【解析】选A。
高效演练311.氨是一种重要的化工原料,在工农业生产中有很多重要应用。
Ⅰ.工业合成氨的流程示意图如下:回答下列问题:(1)设备A中含有电加热器、触媒和热交换器,设备A的名称是____________,其中发生的化学反应方程式为_______________________________________,原料氢气的来源是水和碳氢化合物,写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式:__________________、___________________________。
(2)设备B的名称: ____________,其中m和n是两个通水口,入水口是_________(填“m”或“n”),不宜从相反方向通水的原因是______________________。
(3)设备C的作用是__________________________________________________。
Ⅱ.制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺,氨碱法的工艺如图所示:(4)图中的中间产物C是____________, D是____________(写化学式)。
(5)碳酸化塔中发生反应的化学方程式为_________________。
(6)联合制碱法对氨碱法进行了改进,更加符合绿色化学的重要原则,提高了反应的原子利用率。
根据“联合制碱法”总反应,列出计算原子利用率的表达式:原子利用率(%)=____________________。
【解析】(1)合成氨气在(氨)合成塔中进行,煤和天然气在高温下都能与水反应生成氢气。
(2)设备B是冷却塔,冷却水一般下进上出,逆流冷却效果较好。
(3)设备C是分离器,及时将氨分离出去,有利于合成氨反应正向进行。
(4)(5)根据图示,石灰窑生成的A为氧化钙,与水反应生成氢氧化钙,所以图中的中间产物C是氢氧化钙,碳酸化塔中产物为碳酸氢钠和氯化铵,反应物为氨气、氯化钠和二氧化碳,所以D为氨气。
答案:(1)(氨)合成塔N2+3H22NH3C+H2O CO+H2CH4+H2O CO+3H2(2)冷却塔(或冷凝器) n 高温气体由冷却塔上端进入,冷却水从下端进入,逆向冷却效果好(3)将液氨与未反应的原料气分离(4)Ca(OH)2NH3(5)NH3+CO2+H2O+NaCl NaHCO3↓+NH4Cl(6)×100%=×100%【易错提醒】(1)“氨碱法”和“联合制碱法”原理相同,所不同的是原料的来源不完全相同,副产品不同。
(2)在生产过程中,CO2均可以循环利用。
(3)纯碱工业中在向食盐水中通入气体时先通入氨气是为了增大二氧化碳的溶解度。
2.(2015·安阳模拟)硝酸大量用于制造无机肥料,如硝酸铵、硝酸钙、硝酸磷肥,还广泛用于其他工业生产。
硝酸工业生产流程图如下图所示:(1)第一步是氨的接触氧化,在一定温度下以铂铑网作为催化剂,写出该反应的化学方程式______________________。
(2)在吸收塔中用水循环吸收NO2得到硝酸,写出发生反应的化学方程式____________________,该过程是放热的,为了使吸收效果更好,在吸收过程中需要控制在__________________条件下。
(3)尾气中含有氮的氧化物,直接排放到空气中会危害环境,写出一项氮的氧化物可能引起的环境问题____________________________________。
工业上常用纯碱溶液吸收NO2,生成亚硝酸盐、硝酸盐和其他物质,写出该反应的化学方程式_______________________。
【解析】反应3NO2+H2O2HNO3+NO是气体分子数减少的放热反应,低温高压使吸收效果更好。
氮的氧化物会形成酸雨、光化学烟雾、破坏臭氧层等环境问题。
答案:(1)4NH3+5O24NO+6H2O(2)3NO2+H2O2HNO3+NO 低温高压(3)光化学烟雾(酸雨、破坏臭氧层等合理答案即可)2NO2+Na2CO3NaNO3+NaNO2+CO23.(2015·赤峰模拟)某硫酸厂以含有SO2的尾气、氨水等为原料,合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。
合成路线如下:(1)写出反应Ⅲ的化学方程式:____________________。
(2)下列有关说法正确的是________(填字母)。
A.反应Ⅰ中需鼓入足量空气,以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙B.反应Ⅱ和反应Ⅲ的基本反应类型相同C.反应Ⅳ需控制在60~70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解D.反应Ⅴ中的副产物氯化铵可用作氮肥(3)(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮,将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氮肥,形成共生系统。
写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式:____________________________________________。
(4)很多硫酸厂为回收利用SO2,直接用氨水吸收法处理尾气。
①用15.0 mL 2.0 mol·L-1氨水吸收标准状况下448 mL SO2,吸收液中的溶质为________。
②某同学用酸性KMnO4溶液滴定上述吸收液,当达到滴定终点时,消耗KMnO4溶液25.00 mL,则酸性KMnO4溶液中,c(KMnO4)=________。
(5)氨气用途广泛,可以直接用于燃料电池,下图是用氨水作燃料的燃料电池的工作原理。
氨气燃料电池的电解质溶液最好选择__________(填“酸性”“碱性”或“中性”)溶液,氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水,该电池总反应的化学方程式是______________________________________,负极的电极反应式是___________________________________________。
【解析】(1)反应Ⅲ中硫酸钙和焦炭在高温下反应生成硫化钙和一氧化碳,化学方程式为CaSO4+4C CaS+4CO↑。
(2)A.过量的空气把亚硫酸钙氧化为硫酸钙,故正确;B.反应Ⅲ的化学方程式为CaSO4+4C CaS+4CO↑,不属于四种基本反应类型,反应Ⅱ是化合反应,错误;C.防止碳酸氢铵在温度过高时分解得不到需要的目标产物,正确;D.氯化铵含氮元素,是一种氮肥,正确。
(3)二氧化氮与亚硫酸铵反应,二氧化氮具有强氧化性,能氧化亚硫酸铵,反应生成硫酸铵,本身被还原为氮气,由原子守恒可知化学方程式为4(NH4)2SO3+2NO24(NH4)2SO4+N2。
(4)①15.0 mL 2.0 mol·L-1氨水的物质的量为0.03 mol,吸收标准状况下448 mL SO2,SO2的物质的量为0.02 mol,发生反应的化学方程式为3NH3·H2O+2SO2(NH4)2SO3+NH4HSO3+H2O。
②根据上面的化学方程式知所得溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3物质的量之和为0.02 mol,与KMnO4转移电子相等:0.02 mol×2=0.025 L×c(KMnO4)×5,解得c(KMnO4)=0.32 mol·L-1。
(5)氨气燃料电池的电解质溶液最好选择碱性溶液,氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水,该电池总反应的化学方程式:4NH3+3O22N2+6H2O,负极发生失电子的氧化反应:2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O。
答案:(1)CaSO4+4C CaS+4CO↑(2)A、C、D(3)4(NH4)2SO3+2NO24(NH4)2SO4+ N2(4)①(NH4)2SO3、NH4HSO3②0.32 mol·L-1(5)碱性4NH3+3O22N2+6H2O2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O【加固训练】某工厂以天然气、水蒸气和空气为原料和能源合成氨的流程如图。
该流程中外热式一级烃气转化器是指以CH4为燃料在烃气转化器外面加热使之维持800℃高温的工业装置。
内热式二级烃气转化器是指以H2在装置内燃烧为能量维持一级烃气转化器所生成的CO 与H2O(g)反应生成CO2和H2所需1 000℃高温的装置。
在编号为i~v的反应器中发生如下反应:A.CH4+2O2CO2+2H2OB.CH4+H2O(g)CO+3H2C.2CH4+3H2O(g)CO+CO2+7H2D.K2CO3+CO2+H2O2KHCO3E.CO+H2O(g)CO2+H2ΔH<0F.2H2+O22H2O(1)反应A发生在编号为________的反应器中,它的作用是_________。
(2)反应F发生在编号为________的反应器中。
(3)反应D的作用是________________________。
(4)属于制备合成氨原料气的反应有________(填化学方程式编号)。
(5)为什么转化反应要分两步——第一步在400℃时进行,第二步在200℃时进行?____________________。
【解析】(1)甲烷在装置ⅰ中燃烧放出热量,为反应B、C提供热量。
(2)氢气在ⅱ中燃烧为CO与H2O(g)反应生成CO2和H2,提供1 000℃高温。
(3)利用碳酸钾溶液吸收混合气体中的二氧化碳。
(4)B、C、E三个反应中生成的氢气为合成氨的原料。
(5)E反应是一个放热的反应,从反应限度角度考虑:因该反应是放热反应,故在200℃时有利于提高CO的转化率;从速率角度考虑:400℃时能加快反应E的速率,缩短达到平衡所需要的时间,所以转化反应要分两步,第一步在400℃时进行,第二步在200℃时进行。
答案:(1)ⅰ该反应放出的热量使得反应B、C在800℃下进行(2)ⅱ(3)除去混合气体中的CO2(4)B、C、E(5)400℃时能加快反应E的速率,缩短达到平衡所需要的时间;又因该反应是放热反应,故在200℃时有利于提高CO的转化率【方法规律】常见的工业生产流程的主线和核心规律:主线主产品、分支副产品、回头为循环。
核心:物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、三废处理及能量的综合利用等。
4.(2015·武汉模拟)硫黄可用于生产化工原料硫酸。
某工厂用下图所示的工艺流程生产硫酸。
请回答下列问题:(1)为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装________________(填设备名称)。
吸收塔中填充有许多瓷管,其作用是_________________________。
(2)为使硫黄充分燃烧,经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%,为提高SO2转化率,经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍,则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为__________。