打开K2 ③_______________ CaCl2+2NH3↑+2H2O
④______________ 【答案】(1)① A , 2NH4Cl+Ca(OH)2② a→d→c→f→e→i
(2)①红棕色颜色变浅,最后褪为无色;②8NH3+6NO2 =7N2 +12H2O
③水倒吸入Y管中;④ 该反应是气体体积减小的反应,装置内压强降低,在大气压的作用下发生倒吸。
考点:实验探究,涉及实验原理分析、气体收集、装置连接等。 27. (15分)
元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr(蓝紫色)、Cr(OH)4(绿色)、Cr2O7(橙红色)、CrO4(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
(1)Cr与Al的化学性质相似,在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,可观察到的现象是_________。
(2)CrO4和Cr2O7在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为1.0 mol·L的Na2CrO4溶液中
2?
2?
?1
3+
3+
3+
?
2?
2?
c(Cr2O72?)随c(H+)的变化如图所示。
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。
②由图可知,溶液酸性增大,CrO4的平衡转化率__________(填“增大“减小”或“不变”)。根据A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为__________。
③升高温度,溶液中CrO4的平衡转化率减小,则该反应的ΔH_________(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl,利用Ag与CrO4
?
?5
?
+
2?
2?
2?
生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10 mol·L)时,溶液中c(Ag)为_______ mol·L,此时溶液中c(CrO4)等于__________ mol·L。(已知Ag2 CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10
?12
+
?1
2?
?1
?1
和2.0×10
?10
)。
2?
3+
(4)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2O7还原成Cr,反应的离子方程式为______________。
【答案】(1)开始有灰蓝色固体生成,随后沉淀消失 (2)①2CrO4+2H
2-+
Cr2O7+H2O
14
2-
② 增大 10 ③< (3) 2.0×10 5×10
(4) 5H+Cr2O7+3HSO3=2Cr+3SO4+4H2O 【解析】
试题分析:(1)Cr与Al的化学性质相似,可知Cr(OH)3有两性,也能溶解在NaOH溶液中,在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,可观察到的现象是开始有灰蓝色固体生成,随后沉淀消失。
+2-2-(2)①随着H浓度的增大,CrO4转化为Cr2O7的离子反应式为2CrO4+2H
2-+
3+
3+
+
2--3+
2--5
-3
Cr2O7+H2O。
2-
②溶液酸性增大,平衡2CrO4+2H
2-
2-+
Cr2O7+H2O正向进行,CrO42?的平衡转化率增大;A点
2-
Cr2O7的浓度为0.25mol/L,CrO4的浓度为0.5mol/L;H+浓度为1×10-7mol/L;此时该转化反应的平衡常数为
2?
2-
==10;
14
③升高温度,溶液中CrO4的平衡转化率减小,平衡逆向移动,说明正方向放热,则该反应的ΔH<0;
考点:考查化学反应原理的分析与探究,涉及化学平衡常数、溶度积常数的计算。 28.(14分)
NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:
回答下列问题:
(1)NaClO2中Cl的化合价为_______。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______。
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg和Ca,要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是______。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________,该反应中氧化产物是_________。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为____。(计算结果保留两位小数) 【答案】(1)+3价 (2)2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+ClO2↑ (3)NaOH Na2CO3 H2 (4)1:2 氧化产物为NaClO3 (5)1.61g 【解析】
试题分析:(1)在NaClO2中Na为+1价,O为-2价,根据正负化合价的代数和为0,可得Cl的化合价为+3价。
(2)NaClO3和SO2在H2SO4酸化条件下生成ClO2,其中NaClO2是氧化剂,还原产物为NaCl,根据电子守恒和原子守恒,此反应的化学方程式为2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+ClO2↑。
2+
2+
(3)食盐溶液中混有Mg和Ca,可利用过量NaOH溶液除去Mg,利用过量Na2CO3溶液除去Ca,电解NaCl溶液时阴极H+得电子发生还原反应生成H2;
(4)图示可知利用含有过氧化氢的NaOH溶液ClO2气体,产物为NaClO3,则此吸收反应中,氧化剂为H2O2,还原产物为H2O,可知每摩尔H2O2得2mol电子,还原剂为ClO2,氧化产物为,氯的化合价从+4价升高为+5价,根据电子守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2,该反应中氧化产物是NaClO3。 (5)每克NaClO2的物质的量为
=
mol,根据电子转移数目相等,可知氯气的物质的量
2+2+2+2+
为mol×4÷2=mol,则氯气的质量为mol×73g/mol=1.61g。
考点:无机流程,涉及混合物的分离与提纯、氧化还原反应的分析及电解原理的应用。 36.【化学——选修2:化学与技术】(15分)
高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)原料软锰矿与氢氧化钾按1∶1的比例在“烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是 。
(2)“平炉”中发生的化学方程式为 。 (3)“平炉”中需要加压,其目的是 。 (4)将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。
①“CO2歧化法”是传统工艺,即在K2MnO4溶液中通入CO2气体,使体系呈中性或弱碱性,。 K2MnO4发生歧化反应,反应中生成KMnO4,MnO2和 (写化学式)
②“电解法”为现代工艺,即电解K2MnO4水溶液,电解槽中阳极发生的电极反应为 ,阴极逸出的气体是 。
③“电解法”和“CO2歧化法”中,K2MnO4的理论利用率之比为 。 (5)高锰酸钾纯度的测定:称取1.0800 g样品,溶解后定容于100 mL容量瓶中,摇匀。取浓度为0.2000 mol·L的H2C2O4标准溶液20.00 mL,加入稀硫酸酸化,用KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为24.48 mL,该样品的纯度为 (列出计算式即可,已知2MnO4+5H2C2O4+6H=2Mn+10CO2↑+8H2O)。 【答案】(1)扩大接触面积,加快化学反应速率; (2)2MnO2+O2+4KOH
2K2MnO4+2H2O;
-+
2+
?1
(3)增大反应物的浓度,可使化学反应速率加快,同时使反应物的转化率增大; (4) ① K2CO3;②MnO4-e=MnO4;③1:1; (5)95.62%。 【解析】
试题分析:(1) MnO2 的状态是固体,对于有固体参加的化学反应,可通过扩大其接触面积的方法提高反应速率,故要将其粉碎成细小的颗粒;(2) 根据流程图可知,在“平炉”中MnO2、KOH、O2在加热时反应产生K2MnO4,结合质量守恒定律可知,另外一种物质是H2O,则发生的化学方程式为2MnO2+O2+4KOH
2K2MnO4+2H2O ;(3)由于上述反应中氧气是气体,若“平炉”
2---
中加压,就可以使氧气的浓度增大,根据外界条件对化学反应速率的影响,增大反应物的浓度,可以使化学反应速率加快;任何反应都具有一定的可逆性,增大压强,可以使化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动,故可以提高原料的转化率; (4) ①在K2MnO4溶液中通入
CO2气体,使体系呈中性或弱碱性,K2MnO4发生歧化反应,反应中生成KMnO4,MnO2,根据
质量守恒定律可知,另外一种生成物是K2CO3 ,根据氧化还原反应中的电子守恒及反应的原子守恒,可得该反应的化学方程式是:3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+K2CO3;②“电解法”为现代工艺,即电解K2MnO4水溶液,在电解槽中阳极, MnO4失去电子,发生氧化反应,产生MnO4。电极反应式是:MnO4-e=MnO4;在阴极,水电离产生的H+获得电子变为氢气逸出,电极反应式是:2H2O+2e=H2↑+2OH。所以阴极逸出的气体是H2;总反应方程式是:2K2MnO4+2H2O2K2MnO4+2H2O
2KMnO4+2H2↑+2KOH;③根据“电解法”方程式
2KMnO4+2H2↑+2KOH 可知K2MnO4的理论利用率是100%;而在“CO2歧化法”
--2---2--
3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+K2CO3中,K2MnO4的理论利用率是2/3,所以二者的理论利用率之比为