高三化学高考分类解析化学非选择题部分离子反应与氧化还原专项教师版Word格式文档下载.docx
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②2Na2SO3+O22Na2SO4
O2在通过装置B时已参与反应(或其它合理答案)
【解析】本题考查Mg(NO)3加热分解后的产物的探究,以及实验基本操作。
(1)Mg(NO3)2中Mg、N、O的化合价分别为+2、+5、-2价,NO2、N2、Mg2N3中氮的化合价分别为+4、0、-3价,O2中氧的化合价是0价。
故甲、乙、丙中元素的化合价“有升
有降”,符合氧化还原反应特点。
而丁猜想只有化合价的降低,没有化合价的升高,该猜测不成立。
(2)最后一个装置中有气泡,说明整个装置气密性良好。
N2将装置中的空气赶出的目的,是防止对分解产物的O2的检验超成干扰。
加热操作是先预热,再集中加热。
(3)①Mg(NO3)2易溶于水,Mg3N2能够与水反应:
Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑,MgO难溶于水。
将固体溶于水,未见明显现象,故乙猜想正确。
②Na2SO3为弱酸强碱盐,SO32水解溶液呈碱性:
SO32+H
2O
HSO3+OH,溶液颜色退去,
说明氧气能够氧化Na2SO3为Na2SO4:
2Na2SO3+O2=2Na2SO4。
未检验到氧气,则是由于
NO2、O2与水共同作用可以产生
HNO3,被NaOH吸收,导致无法
检验O2的存在。
2.(13分)
二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物。
平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃
粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质)。
某课题组以此粉末为原料
回收铈,设计实验流程如下:
第2页共18页
(1)洗涤滤渣A的目的是为了去除(填离子符号),检验该离子是否洗涤的方法
是。
(2)第②步反应的离子方程式是,滤渣B的主要成分是。
(3)萃取是分离稀土元素的常用方法,已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液
中萃取出来,TBP(填“能”或“不能”)与水互溶。
实验室进行萃取操作是用到
的主要玻璃仪器有、烧杯、玻璃棒、量筒等。
(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.536g,加硫酸溶解后,用0.1000mol?
L1FeSO4
标准溶液滴定终点是(铈被还原为Ce3),消耗25.00mL标准溶液,该产品中Ce(OH)4的质
量分数为。
(1)滤渣上附着的Fe3+、Cl-,取最后洗涤液少量,滴加AgNO3,如无白色沉淀,则洗干净。
(2)2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2+4H2OSiO2
(3)不能分液漏斗
(4)97.01%
【解析】该反应过程为:
①CeO2、SiO2、Fe2O3等中加入稀盐酸,滤液中,滤渣为CeO2和SiO2②加入稀硫酸和H2O2,CeO2转化为
3+
Ce从+3氧化为+4,得到产品。
Ce转化为沉淀,④通入氧气讲
Ce(OH)4~FeSO4
、Fe2O3转化FeCl3为存在于
Ce3+滤渣为SiO2③加入碱后
n(Ce(OH)4)=n(FeSO4)=0.1000mol/L*1.025L=0.0025mol,m=0.0025mol*208g/mol=0.52g
考点定位:
以工艺流程为基础,考察化学实验基本操作、元素及化合物知识、化学计算、氧化还原反应等相关知识。
3.(12分)金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。
ks5u
第3页共18页
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是
a.Fe2O3b.NaClc.Cu2Sd.Al2O3
(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2==4CuSO4+2H2O,该反应的还原剂
是,当1molO2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为
mol。
向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是
(3)右图为电解精炼银的示意图,(填a或b)极为含有杂质
的粗银,若b极有少量红棕色气体生成,则生成该气体的电极反应式为
(4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的作用为
答案:
(1)bd
(2)Cu2S;
4;
氢气
(3)a;
NO3-+3e-+4H+=NO↑+2H2O
(4)做电解质溶液,形成原电池。
解析:
(1)NaCl与Al2O3冶炼需要用电解法,Fe2O3与Cu2S可以用热还原法,所以为b、d。
(2)在该反应中,Cu元素化合价由
+1升高到+2,S元素由-2升高到+6,Cu2S做还原剂,当
有1molO2参与反应转移的电子为
4mol,由于Cu2+水解呈酸性,加入镁条时,镁与
H+反应生
成了氢气。
(3)电解精炼时,不纯金属做阳极,这里就是
a极;
b电极是阴极,发生还原反应,生成了
红棕色气体是NO,遇空气氧化生成的
NO2,电极反应:
NO3-+3e-+4H+=NO↑+2H2O。
或NO3
-+e-
+2H+=NO2↑+H2O
(4)做电解质溶液,形成原电池。
4.(14分)
二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。
(1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。
其次除杂操作时,往粗盐水
中先加入过量的________(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,
充分反应后将沉淀一并滤去。
经检测发现滤液中仍含有一定量的
SO42-,其原因是___________
【已知:
Ksp(BaSO4)=1.1
-10
-9
】
×
10
Ksp(BaCO3)=5.1×
第4页共18页
②该法工艺原理如右。
其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(
NaClO3)与盐酸
反应生成ClO2。
工艺中可以利用的单质有
____________(填化学式),发生器中生成
ClO2的化学方程式为
___________。
(2)纤维素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是:
纤维素水解得到的最终产物
D与NaClO3
完成反应的化学方程式:
□(D)+24NaClO324
2↑+□CO2↑+18H2
+12HSO=□ClO
O+□_________
(3)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质,自身被还原为
Cl-。
处理含CN-
相同量得电镀废水,所需
Cl2的物质的量是
ClO2的_______倍
(1)①BaCl2
BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量
2-
时,BaSO4(s)会部分转化为
CO3
BaCO3(s)(或其它合理答案)
②H2、Cl2
2NaClO3+4HCl
2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
(2)1C
6H12O6
+24NaClO3+12H
2SO4
24ClO
2
↑+6CO
↑
+18HO+12Na
SO
24
(3)2.5
本题以ClO2为载体,考查除杂,电解原理,配平以及氧化还原反应等知识。
(1)①除去食盐水中的Ca2、Mg2、SO24离子,分别用Na2CO3、NaOH、BaCl2,为防止引入新的杂质,故应最先加入BaCl2,在加入Na2CO3,在除去Ca2的同时除去Ba2。
从BaSO4、
BaCO3的结构相似,从Ksp大小看,BaCO3比BaSO4更难溶,故加入
Na2CO3除去Ca2时,
CO32浓度大,会使BaSO4转化为BaCO3:
BaSO4+CO32=BaCO3+SO42
,故溶液中仍然会含
有一定量的SO42。
②通常情况下,电解饱和食盐水的离子方程式为:
2Cl+2H2OCl2↑+
H2↑+2OH,故在电解过程中可以利用的气体单质是
H2、Cl2。
NaClO3、ClO2、Cl2、HCl中
氯的化合价分别为+5、+4、0、-1价,从图示可知,二氧化氯发生器除生成
ClO2外,还有
Cl2生成。
故该反应过程为:
NaClO3→ClO2为还原反应,氯的化合价降低
1
价,HCl→Cl2,发
生氧化反应。
根据化合价升降相等可配平反应方程式。
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(2)根据元素守恒可知,方程式右侧空缺的物质应为Na2SO4。
24NaClO3→24ClO2,化合价
降低24价。
纤维素水解的最终产物是葡萄糖,具有强还原性。
葡萄糖的分子式为C6H12O6,
则碳的化合价可认为是0价,转化为CO2,其中碳的化合价为+4价,根据化合价升降相等可配平反应方程式。
(3)Cl2→2Cl,得2e;
ClO2→Cl得电子5e。
处理含相同量的CN时转移电子数相等。
故所需Cl2的物质的量是ClO2的倍数为2.5。
5、(15分)制备氮化镁的装置示意图如下:
回答下列问题:
(1)检查装置气密性的方法是,a的名称
是,b的名称是;
(2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式;
(3)C的作用是,D的作用是,是否
可以把C和D的位置对调并说明理由;
(4)写出E中发生反应的化学方程式;
(5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成,并检验是否含有未反应的镁,写出实验操作及现
象
。
(1)微热b,这时G中有气泡冒出,停止加热冷却后,G中插在溶液里的玻璃管形
成一段水柱,则气密性良好(2分)分液漏斗(1分)圆底烧瓶(1分)
(2)2NaNO2+(NH4)2SO4
2N2↑+Na2SO4+4H2O(2分)
(3)除去氧气(及氮氧化物)(
1分)
除去水蒸气(1分)
不能,对调后无法除去水
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蒸气(1分)(4)N2+3MgMg3N2(2分)
(5)取少量产物于试管中,加入少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性氨味(把湿润的红色石蕊试纸放在管口,试纸变蓝),证明产物中含有氮化镁;
弃去上清液,加
入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁(4分)
【解析】
(1)因为装置比较复杂,所以在检验装置气密性的时候要采取加热蒸法,即微热b,
这时G中有气泡冒出,停止加热冷却后,G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱,则气密
性良好;
(2)根据反应物(NaNO2和(NH4)2SO4)和生成物(N2)。
可知该反应为归中反应,
所以化学方程式为
2NaNO2+(NH4)2SO4
2N2↑+Na2SO4+4H2O;
(3)从A中出来的
气体中可能含有
O2,对后面的实验会带来干扰,所以在和
Mg反应之前必须除去,而饱和的
硫酸亚铁溶液中含有(Fe2+),能除去
O2;
生成物Mg3N2极易和水发生反应,所以在制取反
应前必须干燥(即浓硫酸的作用);
(
5)根据Mg3N2和H2O反应的方程式:
,可知检验方法为取少量产物于试管中,
加入少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性氨味(把湿润的红色石蕊试纸放在管口,试纸变蓝),证明产物中含有氮化镁;
弃去上清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,
则
证明产物中含有未反应的镁。
6、(15分)铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解
制得。
①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。
从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下:
②以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:
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(1)写出反应1的化学方程式;
(2)滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是,反应2的离子方程式
为;
(3)E可作为建筑材料,化合物C是,写出由D制备冰晶石的化学方程式;
(4)电解制铝的化学方程式是,以石墨为电极,阳极产
生的混合气体的成分是。
(1)2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O(2分)2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O
(2分)
(2)CaSiO3(2分)2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-(2分)
(3)浓H2SO4(1分)12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O(2分)
(4)2Al2O3
4Al+3O2↑(2分)
O2、CO2(CO)(2分)
【解析】
(1)反应1为“碱溶”,发送的反应为:
杂质反应
2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O,
2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O;
(2)滤液I的主要成分是
NaAlO2和Na2SiO3,加入生
石灰发生的反应:
CaO+H2O=Ca(OH)2和Ca(OH)2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaOH,即沉淀
为CaSiO3。
滤液
II的主要成分是NaAlO2,通入的气体A是CO2,发生反应的方程式为
2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3;
(3)根据生成物可以作为建筑材料以
及加入C能和CaF2发生反应,可知C是浓硫酸,反应的方程式为CaF2+H2SO4(浓)
CaSO4+2HF;
(4)电解法制铝的方程式为2Al2O34Al+3O2↑,阳极产
生的气体是O2。
7.(15分)
锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。
某锂离子电池正极材料有钴酸锂
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(LiCoO2)、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-=LixC6。
现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件
未给出)。
(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式
(3)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程
式
;
可用盐酸代替
H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是
(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式
(5)充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方
程式
(6)上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是
在整个
回收工艺中,可回收到的金属化合物有
(填化学式)。
(15分)
(1)+3
(2)2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)
-
4+3H2↑
△
(3)2LiCoO2+3H2SO4+H2O2
Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O
2H2O2
2H2O+O2↑有;
氯气生成,污染较大。
(4)CoSO4+2NH
4HCO3=CoCO3↓+(NH)42SO4+CO2
↑+H
(5)Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C
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(6)Li+从负极中脱出,经由电解质向正极移动并进入正极材料中
Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4
【解析】本题属于难题,不过仍然逃不脱“负-fu-富,阳-yang-氧”的口诀,反应式还是要进
行“(+)+(-)=总反应式子,考虑酸碱性”的写法。
详见答案。
8.(14分)
氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。
纯化工业级氧化锌(含有Fe(Ⅱ),
Mn(Ⅱ),Ni(Ⅱ)等杂质)的流程如下:
工业ZnO浸出液滤液
滤液滤饼ZnO
提示:
在本实验条件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化:
高锰酸钾的还原产物是MnO2
回答下列问题:
(1)反应②中除掉的杂质离子是,发生反应的离子方程式为
加高锰酸钾溶液前,若pH较低,对除杂的影响是;
(2)反应③的反应类型为.过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有;
(3)反应④形成的沉淀要用水洗,检验沉淀是否洗涤干净的方法是
(4)反应④中产物的成分可能是
ZnCO3·
xZn(OH)2.取干操后的滤饼
11.2g,煅烧后可得到产品
8.1g.则x等于
2+
和Mn
(1)Fe
MnO4-+3Fe2++7H2O===MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+;
3Mn2++2MnO4-+2H2O===5MnO2↓+4H+;
不会形成Fe(OH)3和MnO2沉淀。
或无法除去
+
Fe
第10页共18页
(2)置换反应;
Ni
(3)取最后一次洗涤液少量,滴入稀盐酸,加入氯化钡溶液,没有白色沉淀生成,证明洗涤干净。
(4)1
【解析】以工艺流程为形式考察化学知识,
涉及反应原理、除杂方法、影响因素、反应类型、
产物分析、洗涤干净的检验方法、化学计算等。
(1)除去的杂质离子是
Fe2+和Mn2+;
Fe2+以Fe(OH)3的形式沉淀下来,
Mn2+以MnO2的形
式沉淀下来;
反应离子方程式为:
在加高锰酸钾溶液前,若
pH较低,不会形成Fe(OH)3和MnO2沉淀。
(2)Zn+Ni2+
+Ni是置换反应;
还有Ni。
Zn
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