新編高考化學二輪復習 專項訓練：大題專題四 含解析

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1、新編高考化學備考資料 (四)工藝流程與無機知識綜合應用 1．廢鉛蓄電池的一種回收利用工藝流程如下圖所示： 部分難溶電解質的性質如下表： 物質 Ksp(25℃) 顏色 PbSO4 1.8×10－8 白色 PbCO3 1.5×10－13 白色 PbCrO4 1.8×10－14 黃色 BaCrO4 1.2×10－10 黃色 Pb(OH)2 1.4×10－20 白色 回答下列問題： (1)鉛蓄電池在生產(chǎn)、生活中使用廣泛，鉛蓄電池的缺點有__________(寫一條)。 (2)燃燒廢塑料外殼可以發(fā)電，其一系列能量轉換過程： 化學能→________→

2、________→電能。 (3)將流程圖中的廢硫酸和濾液按一定比例混合，再將所得的混合液經(jīng)________、________等操作，可以析出十水硫酸鈉晶體。 (4)利用鉛泥中的PbSO4溶于CH3COONa溶液生成弱電解質(CH3COO)2Pb，(CH3COO)2Pb溶液與KClO在強堿性條件下反應制取PbO2，寫出后一步生成PbO2的離子方程式__________________。 (5)25℃時，Na2CO3溶液浸出時發(fā)生的反應為：CO(aq)＋PbSO4(s)PbCO3(s)＋SO(aq)，計算該反應的平衡常數(shù)K＝________。以濾渣PbCO3和焦炭為原料可制備金屬鉛，用化學方

3、程式表示制備過程______________、______________。 (6)已知Pb(OH)2是既能溶于稀硝酸，又能溶于KOH溶液的兩性氫氧化物。設計實驗區(qū)別PbCrO4和BaCrO4：________。 解析：本題考查了廢鉛蓄電池的回收工藝流程。(4)書寫離子方程式時，要注意(CH3COO)2Pb為弱電解質，不能拆寫成離子形式，再由(CH3COO)2Pb轉化為PbO2可知發(fā)生了氧化還原反應，KClO中Cl元素化合價應降低，堿性條件下得到Cl－，即：(CH3COO)2Pb＋ClO－＋2OH－===PbO2↓＋Cl－＋H2O＋2CH3COO－。(5)K＝＝＝＝＝1.2×105。PbC

4、O3受熱分解得到PbO和CO2，PbO被焦炭還原成Pb。(6)PbCrO4與適量KOH溶液反應生成更難溶的Pb(OH)2，Pb(OH)2能溶于KOH溶液，故PbCrO4能溶于過量的KOH溶液，而BaCrO4不與KOH溶液反應[Ba(OH)2可溶]，故可以用過量KOH溶液鑒別，溶解的為PbCrO4，不能溶解的為BaCrO4。 答案：(1)比能量低(或笨重、廢棄電池污染環(huán)境等) (2)熱能　機械能　(3)蒸發(fā)濃縮　冷卻結晶 (4)(CH3COO)2Pb＋ClO－＋2OH－===PbO2↓＋Cl－＋2CH3COO－＋H2O (5)1.2×105　PbCO3PbO＋CO2↑　2PbO＋C2Pb

5、＋CO2↑ (6)取少量待測物于兩支試管中，分別與過量KOH溶液反應，能溶解的是PbCrO4，不能溶解的是BaCrO4 2．高錳酸鉀是常用的消毒劑、除臭劑、水質凈化劑以及強氧化劑。下圖是在實驗室中制備KMnO4晶體的流程： 回答下列問題： (1)操作②的目的是獲得K2MnO4，同時還產(chǎn)生了KCl和H2O，試寫出該步反應的化學方程式：__________________，操作①和②均需在坩堝中進行，根據(jù)實驗實際應選擇________(填序號)。 a．瓷坩堝　　　　　b．氧化鋁坩堝 c．鐵坩堝　　　 d．石英坩堝 (2)操作④是使K2MnO4轉化為KMnO4和MnO2，該轉

6、化過程中發(fā)生反應的離子方程式為________________________。 若溶液堿性過強，則MnO又會轉化為MnO，該轉化過程中發(fā)生反應的離子方程式為 ______________________，因此需要通入某種氣體調pH＝10～11，在實際操作中一般選擇CO2而不是HCl，原因是____________________。 (3)操作⑤過濾時，選擇圖2所示裝置而不用圖1所示裝置的原因是____________________。 (4)還可采用電解K2MnO4溶液(綠色)的方法制造KMnO4(電解裝置如圖所示)，電解過程中右側石墨電 極的電極反應式為_________

7、_____________________，溶液逐漸由綠色變?yōu)樽仙?。但若電解時間過長，溶液顏色又會轉變成綠色，可能的原因是______________________。 解析：本題考查氧化還原反應、離子反應、化學實驗、電化學等知識。(1)由題意知，錳元素化合價升高，氯元素化合價降低，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒可寫出并配平化學方程式。瓷坩堝和石英坩堝中均含有SiO2，在加熱條件下SiO2能與KOH反應，Al2O3在加熱熔融時也可與KOH反應，故只能選用鐵坩堝。(2)K2MnO4發(fā)生歧化反應生成KMnO4和MnO2，根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒可寫出離子方程式。在堿性條件下，MnO轉化為MnO，錳

8、元素化合價降低，則必有元素化合價升高，推測反應生成了O2。(3)抽濾可加快過濾速度。(4)右側石墨連接電源正極，作陽極，發(fā)生氧化反應：MnO－e－===MnO。要注意題目中的信息：高錳酸鉀溶液在強堿性條件下會轉變成錳酸鉀溶液，溶液顏色發(fā)生變化。 答案：(1) KClO3＋3MnO2＋6KOH3K2MnO4＋KCl＋3H2O↑　c (2)3MnO＋2H2O===2MnO＋MnO2↓＋4OH－　4MnO＋4OH－===4MnO＋O2↑＋2H2O Cl－具有還原性，可將K2MnO4和KMnO4還原 (3)過濾速度快、效果好 (4) MnO－e－===MnO　電解較長時間后，陽極產(chǎn)生的MnO

9、在陰極被還原，溶液顏色由紫色轉變?yōu)榫G色(或陰極上氫離子放電生成氫氣，同時產(chǎn)生大量的氫氧根離子，溶液堿性增強，MnO轉化為MnO，溶液顏色由紫色轉變?yōu)榫G色) 3．(2016·全國卷Ⅰ)NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如下： 回答下列問題： (1)NaClO2中Cl的化合價為______________。 (2)寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式__________________。 (3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時，為除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的試劑分別為________、________?！半娊狻敝嘘帢O反應的主要產(chǎn)

10、物是________。 (4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。此吸收反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為________，該反應中氧化產(chǎn)物是________。 (5)“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是：每克含氯消毒劑的氧化能力相當于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為________。(計算結果保留兩位小數(shù)) 解析：本題考查無機化工流程，涉及氯及其化合物的相關知識，包括計算元素化合價、書寫陌生氧化還原反應方程式、流程分析、電解產(chǎn)物的判斷、氧化劑與還原劑的判斷及量的分析、有效氯含量的計算。(1)根據(jù)化合物中各元素化合價代數(shù)和等于0，計算

11、出NaClO2中氯元素化合價為＋3。(2)從流程圖看出，反應物是氯酸鈉、二氧化硫、硫酸，產(chǎn)物為硫酸氫鈉、二氧化氯，根據(jù)得失電子守恒，原子守恒配平化學方程式：2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4。(3)粗鹽提純中加入氫氧化鈉溶液沉淀鎂離子，加入碳酸鈉溶液沉淀鈣離子。電解過程中ClO2在陰極放電得到ClO，故陰極反應的主要產(chǎn)物為NaClO2。(4)依題意，用含氫氧化鈉的雙氧水吸收尾氣中的二氧化氯，發(fā)生反應：2ClO2＋H2O2＋2OH－===2ClO＋O2＋2H2O，ClO2作氧化劑，H2O2作還原劑，故氧化劑與還原劑的物質的量之比為2∶1，氧化產(chǎn)物為O2。(5)氯氣

12、、亞氯酸鈉的氧化能力就是得電子能力，得電子數(shù)相等時，氧化能力相當。氯氣、亞氯酸鈉的最終還原產(chǎn)物為氯離子。根據(jù)：NaClO2Cl－，Cl22Cl－，得電子數(shù)相等時，存在：NaClO2～2Cl2，故亞氯酸鈉的有效氯含量為≈1.57。 答案：(1)＋3 (2)2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4 (3)NaOH溶液　Na2CO3溶液　ClO(或NaClO2) (4)2∶1　O2　(5)1.57 4．(2015·課標全國卷Ⅰ)二氧化氯(ClO2，黃綠色易溶于水的氣體)是高效、低毒的消毒劑。回答下列問題： (1)工業(yè)上可用KClO3與Na2SO3在H2SO4存在

13、下制得ClO2，該反應氧化劑與還原劑物質的量之比為________。 (2)實驗室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2(亞氯酸鈉)為原料，通過以下過程制備ClO2： ①電解時發(fā)生反應的化學方程式為___________________________________。 ②溶液X中大量存在的陰離子有_________________________________。 ③除去ClO2中的NH3可選用的試劑是________(填標號)。 a．水 b．堿石灰 c．濃硫酸 d．飽和食鹽水 (3)用如圖裝置可以測定混合氣中ClO2的含量： Ⅰ.在錐形瓶中加入足量的碘

14、化鉀，用50 mL水溶解后，再加入3 mL稀硫酸； Ⅱ.在玻璃液封裝置中加入水，使液面沒過玻璃液封管的管口； Ⅲ.將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收； Ⅳ.將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中； Ⅴ.用0.100 0 mol·L－1硫代硫酸鈉標準溶液滴定錐形瓶中的溶液(I2＋2S2O===2I－＋S4O)，指示劑顯示終點時共用去20.00 mL硫代硫酸鈉溶液。在此過程中： ①錐形瓶內ClO2與碘化鉀反應的離子方程式為______________。 ②玻璃液封裝置的作用是________________。 ③Ⅴ中加入的指示劑通常為________，滴定至終點的現(xiàn)象是________。

15、 ④測得混合氣中ClO2的質量為________g。 (4)用ClO2處理過的飲用水會含有一定量的亞氯酸鹽。若要除去超標的亞氯酸鹽，下列物質最適宜的是________(填標號)。 a．明礬 b．碘化鉀 c．鹽酸 d．硫酸亞鐵 解析：本題考查ClO2的制備以及含量測定實驗，意在考查考生綜合分析實驗的能力。(1)氧化劑 為KClO3，還原劑為Na2SO3，KClO3～ClO2～e－，Na2SO3～Na2SO4～2e－，根據(jù)得失電子守恒可知，氧化劑與還原劑物質的量之比為2∶1。(2)①酸性條件下不能生成NH3，根據(jù)產(chǎn)物NCl3和H2，寫出電解方程式：NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl

16、3；②根據(jù)原子個數(shù)守恒可知，X中有NaCl，又因有NH3生成，則溶液中的陰離子有Cl－和OH－；③由于ClO2易溶于水，所以a和d錯誤：NH3能夠被濃硫酸吸收，應選c。(3)①ClO2在酸性條件下與I－反應，生成I2和Cl－，離子方程式為2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋2Cl－＋4H2O；②ClO2易溶于水，故用于液封的水可以吸收多余的ClO2氣體；③用淀粉溶液檢驗碘單質，滴定終點時，碘單質完全反應，則終點現(xiàn)象是溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內不再改變；④根據(jù)關系式：2ClO2～5I2～10S2O，n(ClO2)＝1/5n(S2O)＝1/5×0.100 0×0.02＝0.000 40(mol)，m(ClO2)＝0.000 40 mol×67.5 g/mol＝0.027 00 g。(4)需加入一種還原劑，將亞氯酸鹽還原為Cl－，所以Fe2＋合適，d項正確。 答案：(1)2∶1　(2)①NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3?、贑l－、OH－?、踓　(3)①2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－ ②吸收殘余的二氧化氯氣體(避免碘的逸出)?、鄣矸廴芤骸∪芤河伤{色變?yōu)闊o色，且半分鐘內溶液顏色不再改變 ④0.027 00　(4)d