学年北京高三化学二轮复习元素化合物知识的综合应用训练Word下载.docx
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(2)
(3)AC
(4)①pH降低,ClO-+H+=HClO,溶液中
增大②HClO+Cl++H+=Cl2↑+H2O(或
)③HClO受热分解,
浓度减小;
气体溶解度降低;
反应b平衡逆向移动;
反应ⅲ平衡逆向移动等(合理即可)
2、(2019年海淀3月统考题)(13分)近年来,利用SRB(硫酸盐还原菌)治理废水中的有机物、SO42-及重金属污染取得了新的进展。
图1图2
(1)图1表示H2CO3和H2S在水溶液中各种微粒物质的量分数随pH的变化曲线。
某地下水样pH=8.5,在SRB的作用下,废水中的有机物(主要为CH3COO─)将SO42-还原为-2价硫的化合物,请用离子方程式表示该过程中的化学变化:
(2)SRB除去废水中有机物的同时,生成的H2S还能用于构造微生物电池,某pH下该微生物燃料电池的工作原理如图2所示。
①写出电池正极的电极反应:
②负极室的pH随反应进行发生的变化:
(“减小”或“增大”),结合电极反应解释pH变化的原因:
(3)SRB可用于处理废水中含重金属锑(Sb)的离子。
①通过两步反应将Sb(OH)6-转化为Sb2S3除去,转化过程中有单质生成。
完成第一步反应的离子方程式。
第一步:
___Sb(OH)6-+___H2S===1+1↓+____H2O
第二步:
3H2S+2SbO2-+2H+===Sb2S3↓+4H2O
②某小组模拟实验时配制amL含Sb元素bmg·
L-1的废水,需称取gKSb(OH)6(相对分子质量为263)。
提示:
列出计算式即可。
答案:
(1)SO42-+CH3COO-===HS-+2HCO3-(2分)
(2)①O2+4H++4e-===2H2O(2分)
②减少(1分)
根据负极电极反应方程式H2S+4H2O-8e-===SO42-+10H+(1分),负极毎反应生成1molSO42-时,生成10molH+,同时有8molH+通过质子交换膜进入正极室(1分),负极pH减小(2分)
(3)①1Sb(OH)6-+1H2S===1SbO2-+1S↓+4H2O(3分)
②ab×
10-6×
263/122(或a×
10-3×
b×
263/122)(3分)
3、(2019年北京海淀期末)含氮、磷污水过量排放引起的水体富营养化是当前备受关注的环境问题。
(1)氮肥、磷肥都可以促进作物生长。
氮、磷元素在周期表中处于同一主族,从原子结构角度分析它们性质相似的原因是,性质有差异的原因是。
(2)氮的化合物在水中被细菌分解,当氧气不充足时,在反硝化细菌的作用下,细菌利用有机物(又称碳源,如甲醇)作为电子供体,将硝态氮的化合物(含NO3-)连续还原最终生成N2,发生反硝化作用,完成下述反应的方程式:
+5CH3OH
↑+CO32-+4HCO3-+
(3)某小组研究温度对反硝化作用的影响。
在反应器内添加等量的相同浓度的甲醇溶液,从中
取污泥水混合液分置于4个烧杯中,使4个烧杯内
的温度不同,将实验数据作图如右。
由图像分析产
生差异的原因是:
(4)某小组研究浓度对反硝化作用的影响。
保持其他条件相同,在反应器内添加不等量的甲醇溶液,使4个烧杯碳源浓度依次为183mg•L-1、236mg•L-1、279mg•L-1和313mg•L-1。
该小组预测反硝化速率变化的趋势是增大,预测依据是。
碳源为183mg•L-1的污水经过2h的反硝化试验,可使NO3-由15.0mg•L-1降至8.8mg•L-1。
已知M(NO3-)=62g•mol-1,NO3-的转化速率是________mol(L•h)-1。
答案
(1)最外层电子数相同,都是5个1分
P原子比N原子多一个电子层,P的原子半径比N的大1分
NO3-+5CH3OH
N2↑+CO32-+4HCO3-+
H2O2分
(3)其他条件不变时,温度升高,反硝化菌活性随之增强,对NO3-的降解(或反硝化作用)速率也加快1分
(4)①甲醇是反硝化反应的反应物(还原剂),其他条件不变时,增大反应物的浓度,反应速率加快1分
5X10-52分
4、(2019年北京西城期末)实验小组研究酸性条件下K2Cr2O7溶液和H2O2溶液的反应。
【实验Ⅰ】向盛有H2O2溶液的试管中,加入过量的K2Cr2O7溶液和硫酸,振荡,溶液立即变为紫红色,此时pH=1。
溶液中持续产生气泡,最终溶液变为绿色。
资料:
ⅰ.Cr2(SO4)3溶液呈绿色。
ⅱ.酸性条件下,K2Cr2O7溶液和H2O2溶液反应生成CrO5,CrO5进一步反应生成Cr3+和O2。
ⅲ.CrO5是一种+6价Cr的过氧化物,其结构如右图,CrO5可溶于水,
易溶于乙醚得到蓝色溶液。
ⅳ.乙醚是一种无色、不溶于水、密度比水小的有机溶剂,化学性质稳定。
(1)实验Ⅰ中产生的气体是O2,检验的方法是________。
(2)实验Ⅰ的紫红色溶液中含有CrO5。
①验证紫红色溶液中含有CrO5的操作及现象是________。
②生成CrO5的反应不是氧化还原反应,反应的离子方程式是________。
(3)对实验Ⅰ中溶液变为绿色和产生O2的原因,作出如下假设:
a.CrO5在酸性溶液中不稳定,自身氧化还原生成Cr3+和O2。
b.CrO5在酸性条件下氧化了溶液中的H2O2,生成Cr3+和O2。
为验证上述假设,用下图装置进行实验Ⅱ和实验Ⅲ(夹持装置已略,B中石蜡油
用于吸收挥发出的乙醚)。
实验操作及现象如下:
【实验Ⅱ】
ⅰ.将20mLCrO5的乙醚溶液加入A中的20mL
pH=1的稀硫酸中,不断搅拌,乙醚层由蓝色
变为无色,水层变为绿色,O2体积为VmL。
ⅱ.步骤ⅰ结束后向A中加入少量K2Cr2O7溶
液,轻轻搅拌,静置,乙醚层又显出蓝色。
【实验Ⅲ】
仅将实验Ⅱ中的pH=1的稀硫酸替换为等量的含H2O2的pH=1的稀硫酸,重复实验。
现象与实验Ⅱ相同,且O2体积仍为VmL。
①实验Ⅱ步骤ⅰ中消耗的CrO5与生成的O2的物质的量之比为2∶3,补全离子方程式:
2CrO5+________==2Cr3++3O2↑+________+________。
②甲同学认为依据实验Ⅱ和Ⅲ中生成O2的体积相同,无法说明假设b是否成立,其理由是________。
(4)实验Ⅰ中总反应的离子方程式是________。
答案
(1)将带火星的木条伸入试管中,木条复燃,说明生成的气体是O2(1分)
(2)①取少量紫红色溶液于试管中,加入乙醚,振荡,静置,液体分为两层,上层呈蓝色(2分)
②Cr2O72−+4H2O2+2H+==2CrO5+5H2O(2分)
(3)①2CrO5+6H+==2Cr3++3O2↑+H2O2+2H2O(2分)
②实验Ⅱ、Ⅲ中,O2来源于CrO5、H2O2中的−1价O,且−1价O过量,当CrO5的量相同时,生成O2的体积相同,因而由实验Ⅱ和Ⅲ中生成O2的体积相同无法说明假设b是否成立(1分)
(4)Cr2O72−+3H2O2+8H+==2Cr3++3O2↑+7H2O(2分)
5、(2019年北京东城)含SO2废气的治理可以变废为宝,使硫资源得以利用。
(1)按每年全国发电燃煤8亿吨,煤中含硫质量分数以2%计,若不经过脱硫处理,则会有_______亿吨SO2排放到大气中(假设S全部转化为SO2)。
(2)下列物质中,能吸收SO2的有_______(填序号)。
a.氨水b.酸性KMnO4溶液c.生石灰d.Na2CO3溶液
(3)某工厂采用(NH4)2SO3和NH4HSO3的混合溶液A吸收烟气中的SO2并制备(NH4)2SO3·
H2O,过程如下:
已知:
溶液(1mol/L)
(NH4)2SO3
NH4HSO3
pH(25℃)
8.0
4.6
①“吸收”过程中,溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3物质的量之比变_____(填“大”或“小”)。
②(NH4)2SO3溶液呈碱性的原因是。
③用不同的溶液A吸收SO2时,SO2吸收率和放空废气含NH3量的变化如下图。
解释图中放空废气含NH3量增大的原因:
随(NH4)2SO3和NH4HSO3的物质的量之比增大,。
注:
不同溶液A的体积相同,所含(NH4)2SO3和NH4HSO3的总物质的量相同
④“制备”过程中,溶液B中发生反应的化学方程式是。
(4)检验产品(NH4)2SO3·
H2O中含有少量
的方法如下:
取少量产品加水溶解,
(将实验操作和现象补充完整)。
答案
(1)0.32
(2)abcd
(3)①小
②
、
都水解,前者程度更大,使溶液中c(OH-)>c(H+)
③溶液中c(
)和c(OH-)均增大,使
+H2O
NH3·
H2O+H+平衡向右移动,促使NH3逸出
④NH4HCO3+NH4HSO3===(NH4)2SO3·
H2O↓+CO2↑
(4)加过量盐酸,充分振荡,再加氯化钡溶液,有白色沉淀产生
6、(2019年北京东城)近年来,我国印刷电路板(PCB)制造业发展迅速,总产值居世界第一。
工业上常用CuCl2和盐酸的混合液作为蚀刻液,蚀刻PCB表面的铜箔。
①一定条件下,Cu与Cu2+反应可生成+1价铜。
②氯化亚铜(CuCl)难溶于水,可与Cl﹣形成
进入溶液。
Ⅰ.蚀刻过程中将Cu转化为
去除。
(1)蚀刻过程的离子方程式有、CuCl+2Cl﹣
。
(2)蚀刻液中的盐酸可大大提高蚀刻效率,结合上述反应解释原因:
Ⅱ.蚀刻一段时间后,将蚀刻废液中的
转化为Cu2+,即可再生循环利用,常用方法如下:
(1)化学再生:
加入H2O2溶液可使蚀刻液再生,该反应的离子方程式是。
(2)电解再生(电极不参与反应):
按下图装置,使蚀刻液再生并回收金属Cu。
①在极(填“a”或“b”)回收得到金属Cu。
②结合电极反应解释阳极区蚀刻液再生的原理:
③实际电解过程中,通常在两极上均产生少量气体,则流出液1、流出液2混合后,还需补充试剂,得到可循环使用的再生液。
④研究表明:
其他条件不变,使用无膜电解槽再生时,一段时间后,电极上析出Cu的总量反而会随电解时间的增长而减少。
解释Cu的总量减少的原因:
答案Ⅰ.
(1)Cu2++Cu+2Cl﹣===2CuCl
(2)盐酸可溶解覆盖在Cu表面的CuCl,促进蚀刻Cu
Ⅱ.
(1)2
+H2O2+2H+===2Cu2++6Cl﹣+2H2O
(2)①b
②阳极发生反应:
-e﹣===Cu2++3Cl﹣,阴极区的Cl﹣通过阴离子交换膜进入阳极区,使蚀刻废液再生
③HCl
④阳极生成的Cu2+移向阴极,使电极上析出的Cu溶解
7、(2019年北京东城)探究0.5mol/LFeCl3溶液(pH=1)与不同金属反应时的多样性的原因。
(各组实验中:
所用FeCl3溶液体积相同;
金属过量;
静置、不振荡)
编号
金属
现象及产物检验
Ⅰ
镁条
立即产生大量气体,金属表面变黑,该黑色固体能被磁铁吸引,液体颜色由棕黄色逐渐变为红褐色;
片刻后气泡减少,金属表面覆盖有红褐色沉淀,此时取反应后的液体,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀。
Ⅱ
铜粉
无气体产生,溶液逐渐变为蓝绿色;
取反应后的溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀。
(1)根据实验Ⅰ中的现象,推测红褐色液体为胶体,并用光束照射该液体,在与光束垂直的方向观察到得以证实。
(2)已知:
Fe和Fe3O4均能被磁铁吸引。
①为了确定黑色固体的成分是否含有Fe与Fe3O4,重复实验Ⅰ,及时取少量镁条表面生成的黑色粉末,洗净后进行实验如下:
该实验说明黑色固体中一定含有,结合现象写出判断的理由:
②除上述结论外,分析实验Ⅰ的现象,可知被还原得到的产物一定还有。
(3)实验Ⅰ、Ⅱ中现象的差异,与Fe3+、Mg2+、Fe2+、H+、Cu2+的氧化性强弱有关,其顺序是Mg2+<Fe2+<。
(4)继续探究0.5mol/LFeCl3溶液(pH=1)与Fe的反应。
Ⅲ
铁粉
持续产生少量气体;
一段时间后,溶液颜色变浅,底部有红褐色沉淀,经检验,溶液pH=4,含有Fe2+,无Fe3+。
Ⅳ
铁丝
无明显的气泡产生;
一段时间后,溶液变为浅绿色,经检验,溶液pH=2,含有Fe2+和Fe3+;
Fe3+被还原的量多于实验Ⅲ。
实验Ⅲ中发生反应的离子方程式有 。
已知:
相同条件下,H+在溶液中的移动速率远大于Fe3+。
结合实验Ⅰ、Ⅱ,由反应中金属表面离子浓度的变化,推测实验Ⅲ、Ⅳ现象差异的原因:
。
答案
(1)一条光亮的“通路”
(2)①Fe滤纸ⅱ上无明显现象,说明Fe3O4不能溶解产生Fe2+,所以滤纸ⅰ上粉末附近变蓝只能是Fe被氧化产生Fe2+
②H2、Fe2+
(3)H+<Cu2+<Fe3+
(4)①Fe+2H+===Fe2++H2↑,Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+
(Fe+2Fe3+===3Fe2+)
②由I、Ⅲ可知,金属与Fe3+、H+反应速率快时,因H+移动速率大,其浓度在金属表面变化小,易被还原,促使Fe3+水解生成Fe(OH)3;
Ⅳ中反应慢,Fe表面Fe3+能及时补充,且由Ⅱ知Fe3+的氧化性强,利于Fe3+还原
8、(2019年北京朝阳)Fe3O4呈黑色、有磁性,应用广泛。
以Fe3O4为吸附剂去除水中含磷物质是一种新的除磷措施。
(1)检验Fe3O4中铁元素的价态:
用盐酸溶解Fe3O4,取少量滴加,溶液变红;
另取少量滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀。
(2)氧化—沉淀法制备Fe3O4
Ⅰ.向稀硫酸中加入过量铁粉,得到FeSO4溶液。
空气中存在O2,由于(用
离子方程式表示),可产生Fe3+。
过量铁粉的作用是除去Fe3+。
Ⅱ.在N2保护下,向热NaOH溶液中加入FeSO4溶液,搅拌,得到Fe(OH)2浊液。
将NaNO3溶液滴入浊液中,充分反应得到Fe3O4。
①用湿润红色石蕊试纸检验产物,(填现象),证明生成了NH3。
(将反应补充完整)
(3)含磷各微粒在溶液中的物质的量分数与pH的关系如下图所示。
下列分析正确的是。
a.KH2PO4的水溶液中:
c(H+)>c(OH-)
b.K2HPO4溶液显碱性,原因是HPO42-的水解程度大于其电离程度
c.H3PO4是强电解质,在溶液中完全电离
(4)将Fe3O4加到KH2PO4溶液中,调节溶液pH。
pH对吸附剂Fe3O4表面所带电荷的影响:
pH<6.8,Fe3O4表面带正电荷;
pH>6.8,Fe3O4表面带负电荷;
pH=6.8,Fe3O4表面不带电荷。
Fe3O4对含磷微粒的去除率随pH的变化如下。
①pH=3时,吸附的主要微粒是。
②与pH=5时相比,pH=9时的去除率明显
下降,原因是:
(1)KSCN溶液
(2)I.
II.①试纸变蓝
②
(3)ab
(4)①
②pH=5时,
带正电荷,含磷的主要微粒是
;
pH=9时,
带负电
荷,含磷的主要微粒是
因此在pH=9时,吸附剂和含磷的主要微粒之间
的静电排斥作用强于pH=5时。
9、利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。
某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下:
其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。
(1)实验室用18.4mol·
L-1的浓硫酸配制250mL4.8mol·
L-1的硫酸,需量取浓硫酸______mL;
配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外,还需__________________。
(2)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有___________________________。
(答出两点)
(3)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72-,写出此反应的离子方程式:
_________________________________。
(4)常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:
阳离子
Fe3+
Mg2+
Al3+
Cr3+
开始沉淀时的pH
2.7
—
沉淀完全时的pH
3.7
11.1
5.4(>
8溶解)
9(>
9溶解)
加入NaOH溶液使溶液呈碱性,Cr2O72-转化为CrO42-。
滤液Ⅱ中阳离子主要有_____________;
但溶液的pH不能超过8,其理由是_____________________________________________________。
(5)钠离子交换树脂的反应原理为Mn++nNaR
MRn+nNa+,利用钠离子交换树脂除去滤液Ⅱ中的金属阳离子是__________________。
(6)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式:
___________________________。
答案
(1)65 250mL容量瓶、胶头滴管
(2)升高温度(加热)、搅拌(答案合理即可)
(3)2Cr3++3H2O2+H2O
Cr2O72-+8H+
(4)Na+、Ca2+、Mg2+ pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO2-,最终影响Cr(Ⅲ)回收与再利用
(5)Ca2+、Mg2+
(6)3SO2+2Na2CrO4+12H2O
2CrOH(H2O)5SO4↓+Na2SO4+2NaOH
10、资料显示,可用次氯酸钠处理废水中的氨氮(NH3),使其转化为氮气除去,其主要反应如下:
①NH3(aq)+HClO(aq)═NH2Cl(aq)+H2O(I)
②2NH2Cl(aq)+HClO(aq)═N2(g)+H2O(I)+3HCl(aq)
(1)在其他条件不变的情况下,向一定量废水中逐滴滴加次氯酸钠溶液,氨氮去除率随n(NaClO)/n(NH3)的变化曲线如下:
Ⅰ.物质NH2Cl中氮元素的化合价是。
Ⅱ.a-b点间,溶液中氨氮去除率迅速提高的原因是。
(2)Ⅰ.反应①②中HClO的来源用化学用语解释是。
Ⅱ.实验测得,废水中pH与氨氮去除率如右图所示:
pH较高时,氨氮去除率下降的原因是。
pH较低时,氨氮去除率也下降,可能的原因是。
(3)运用上述原理去除废水中的氨氮,可结合右图所示的电解法。
Ⅰ.a极为。
Ⅱ.d极反应式为。
答案
(1)Ⅰ-1
Ⅱc(NaClO)增大,水解平衡正向移动,使c(HClO)增大,NH3被氧化为N2速度加快。
(2)ⅠClO-+H2O
HClO+OH-
ⅡpH较大时,c(OH-)较大,抑制NaClO水解,c(HClO)较小致氧化能力弱,去除率降低。
pH较小时,c(H+)较大,促进NaClO水解,c(HClO)太高致HClO易分解,去除率降低。
(3)负极Cl--2e-+H2O=H++HClO-
11、(2017年北京人大附中5月分)某学习小组拟对KMnO4与Na2S的反应进行了探究。
所有探宄实验中所使用的KMnO4溶液均为硫酸酸化的0.1mol/LKMnO4溶液[c(H+)=1.5mol/L]。
实验
操作
现象
a
向2ml0.1mol/LNa2S溶液中滴加3滴KMnO4溶液,
振荡,静置
溶液中出现黄色浑浊,得到淡黄色沉淀、无色溶液
b
向2ml1.0mol/LNa2S溶液中滴加3滴KMnO4溶液,
溶液中出现黄色浑浊,浑浊消失,得到浅黄色溶液
c
向2ml2.4mol/LNa2S溶液中滴加12滴KMnO4溶液,
有肉红色固体生成,上清液为
浅黄色
d
向2mLKMn04溶液中滴加0.1mol/LNa2S溶液
立即有臭鸡蛋气味气体生成,
稍后,有棕褐色固体生成
e
取少量中d中所得固体,滴加1.0mol/LNa2S溶液,振荡,静置
得到黑色固体,浅黄色溶液
资料显示:
Ⅰ.Na2SX可溶于水,Na2SX在
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