2020版高考化学二轮复习专题强化训练13填空题含解析 7页

1 专题强化训练(十三) 能力练(20 分钟) 1．(2019·洛阳第二次统考)工业上常从一种合成气(主要成分为 CO2、H2)中分离合成甲 醇所需的氢气。H2 提纯过程示意图如图所示： (1)吸收池中发生反应的离子方程式是_________。 (2) 用 电 极 反 应 式 和 离 子 方 程 式 表 示 K2CO3 溶 液 的 再 生 原 理 _______________________________________。 [解析]　(1)结合题图可知，在吸收池中，K2CO3 溶液吸收合成气的 CO2 生成 KHCO3，其 离子方程式为 CO2－3 ＋CO2＋H2O===2HCO－3 。(2)用惰性电极电解 KHCO3 溶液时，阴极反应为 2H2O ＋2e－===H2↑＋2OH－，OH－与 KHCO3 反应，使 K2CO3 溶液再生。 [答案]　(1)CO2＋H2O＋CO2－3 ===2HCO－3 (2)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ HCO－3 ＋OH－===CO2－3 ＋H2O 2．(2019·山东师大附中二模)(1)水合肼(N2H4·H2O)是一种重要的化工原料，在医药、 农业及燃料上都有着广泛的应用。目前，我国生产水合肼均采用尿素法，即利用 NaClO 溶液、 NaOH 溶 液 与 尿 素 [CO(NH2)2] 反 应 制 得 粗 肼 (N2H4) 。 生 成 粗 肼 反 应 的 化 学 方 程 式 为 _______________________________。 (2)火箭发射时可用肼(N2H4)作燃料，二氧化氮作氧化剂，生成无毒害的物质，写出反 应方程式：_____________________。 [解析]　(1)[CO(NH2)2]中氮元素为－3 价，N2H4 中氮元素为－2 价，结合 NaClO 有强氧 化性就可以理解该反应的原理：NaClO 把[CO(NH2)2]氧化为 N2H4，而 NaClO 一般被还原为 Cl －，CO(NH2)2 中的＋4 价碳元素在碱性条件下以 CO 2－3 存在；结合原子守恒可得出反应方程式： NaClO＋CO(NH2)2＋2NaOH===N2H4＋H2O＋Na2CO3＋NaCl。 (2)N2H4、NO2 中氮元素分别为－2、＋4 价，两者发生归中反应生成对环境无害的 N2，根 据电子守恒可写出方程式：2N2H4＋2NO2===3N2＋4H2O。 [答案]　(1)NaClO＋CO(NH2)2＋2NaOH===N2H4＋H2O＋Na2CO3＋NaCl (2)2N2H4＋2NO2===3N2＋4H2O 3．(2019·石家庄一模)一种从石煤(含 SiO2、V2O3、V2O5 和少量 Fe2O3)中提取 V2O5 的流 程如下： 2 (1)酸浸时生成 VO2＋的反应的离子方程式为_________________。 (2)氧化时发生反应的离子方程式为_______________。 (3)全钒液流储能电池的工作原理为：VO2＋＋V3＋＋H2O 充电 放电 VO＋2 ＋V2＋＋2H＋。充电时， 阳极的电极反应式为_________；两极区被质子交换膜隔开，放电时，若外电路通过 2 mol e －，则正极区溶液中 n(H＋)________(填“增加”或“减少”)________mol。 [解析]　(1)酸浸时，加入硫酸并通入氧气，显然 V2O5 转化为 VO＋2 ，而 VO2＋是 V2O3 被 O2 氧化的产物，由 V2O3→2VO2＋失 2e－、O2→2H2O 得 4e－，根据得失电子守恒可知，V2O3、O2 的 化学计量数之比为 2∶1，再根据电荷守恒和原子守恒配平离子方程式。 (2)分析工艺流程知，氧化的目的是将 VO2＋氧化为 VO＋2 ，由 VO2＋→VO ＋2 失 e－，ClO－3 →Cl －得 6e－，根据得失电子守恒，可知 6VO2＋＋ClO－3 ―→6VO＋2 ＋Cl－，再根据电荷守恒和原子 守恒，配平离子方程式为：6VO2＋＋ClO－3 ＋3H2O===6VO＋2 ＋Cl－＋6H＋。 (3)根据电池工作原理可知，充电时阳极上发生氧化反应，VO2＋转化为 VO＋2 ，电极反应 式为：VO2＋－e－＋H2O===VO＋2 ＋2H＋。放电时，正极反应式为：VO＋2 ＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O， 外电路通过 2 mol e－时，正极区消耗 4 mol H＋，同时负极区有 2 mol H＋通过质子交换膜进入 正极区，故正极区溶液中减少 2 mol H＋。 [答案]　(1)2V2O3＋8H＋＋O2===4VO2＋＋4H2O (2)6VO2＋＋ClO－3 ＋3H2O===6VO＋2 ＋Cl－＋6H＋ (3)VO2＋－e－＋H2O===VO＋2 ＋2H＋　减少　2 4．按要求完成下列方程式。 (1)(2019·河南周口模拟)已知在酸性介质中 FeSO4 能将＋6 价铬还原成＋3 价铬。写出 Cr2O 2－7 与 FeSO4 溶 液 在 酸 性 条 件 下 反 应 的 离 子 方 程 式 ： _______________________________________。 3 (2)(2019·广东湛江一调)用 NaClO—NaOH 溶液氧化 AgNO3，制得高纯度的纳米级 Ag2O2。 写出该反应的离子方程式： __________________________________________。 (3)(2019·宁夏银川一中模拟)KMnO 4 氧化废水中 Mn2 ＋ 生成 MnO2 的离子方程式为 ________________________________。 (4)(2019·云南昆明测试)将过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)溶于水配成溶液，加入适量稀硫 酸，再加入足量 KI，充分反应后加入少量淀粉试剂，溶液呈蓝色，其反应的化学方程式为 ___________________________________。 [答案]　(1)Cr2O2－7 ＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O (2)2Ag＋＋ClO－＋2OH－===Ag2O2↓＋Cl－＋H2O (3)3Mn2＋＋2MnO－4 ＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋ (4)H2O2＋2KI＋H2SO4===I2＋K2SO4＋2H2O 5．按要求书写电极反应式或化学方程式。 (1)(2019·湖南名校联考)电解法处理含氮氧化物废气，可回收硝酸，具有较高的环境 效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收 NOx 的装置如下图所示(图中电极均为石墨电极)。 若用 NO2 气体进行模拟电解法吸收实验。写出电解时 NO2 发生反应的电极反应式： ________________________________。 (2)(2019·山东济南联考)CO—空气燃料电池中使用的电解质是掺杂 Y2O3 的 ZrO2 晶体， 它在高温下能传导 O2－。该电池负极的电极反应式为__________________________________。 (3)(2019·安徽合肥质量检测)硫化氢—空气燃料电池使用的是固体电解质，它在高温 下 能 传 导 O2 － 。 总 反 应 为 2H2S ＋ O2===2S↓ ＋ 2H2O ， 负 极 发 生 的 电 极 反 应 式 为 __________________。 (4)(2019·四川南充适应性考试)由硫化氢获得硫单质有多种方法。将烧碱吸收 H2S 后 的溶液加入到如下图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应： S2－－2e－===S、(n－1)S＋S2－===S2－n 4 ①写出电解时阴极的电极反应式：________________。 ② 电 解 后 阳 极 区 的 溶 液 用 稀 硫 酸 酸 化 得 到 硫 单 质 ， 其 离 子 方 程 式 可 写 成 ： ____________________________________。 [答案]　(1)NO2－e－＋H2O===NO－3 ＋2H＋ (2)CO－2e－＋O2－===CO2 (3)H2S＋O2－－2e－===S↓＋H2O (4)①2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ ②S2－n ＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑ 拔高练(25 分钟) 1．(2019·贵州模拟)利用钛矿的酸性废液(含 TiO2＋、Fe2＋、Fe3＋、SO 2－4 等)，可回收 获得 FeS2 纳米材料、Fe2O3 和 TiO2·nH2O 等产品，流程如下： (1)TiO2＋中钛元素的化合价为________价。TiO2＋只能存在于强酸性溶液中，因为 TiO2 ＋ 易 水 解 生 成 TiO2·nH2O ， 写 出 水 解 的 离 子 方 程 式 ： ____________________________________。 (2)向富含 TiO2＋的酸性溶液中加入 Na2CO3 粉末能得到固体 TiO2·nH2O。请用化学反应 原理解释：________________。 (3)NH4HCO3 溶液与 FeSO4 溶液反应的离子方程式为 ____________________________________。 5 [解析]　(2)含有 TiO2＋的酸性溶液中，存在平衡 TiO2＋＋(n＋1)H2OTiO2·nH2O＋2H ＋，向溶液中加入 Na2CO3 粉末，Na2CO3 消耗 H＋，c(H＋)减小，使水解平衡向右移动。 (3)要充分考虑 H＋与 HCO －3 不共存，HCO －3 与 Fe2＋产生 FeCO3 和 H＋，会继续与 HCO －3 反 应产生 CO2 气体。 [答案]　(1)＋4　TiO2＋＋(n＋1)H2OTiO2·nH2O＋2H＋ (2)Na2CO3 消耗 H＋，c(H＋)减少，使 TiO2＋水解平衡向生成 TiO2·nH2O 方向移动 (3)Fe2＋＋2HCO－3 ===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O 2．(2019·安徽江南十校联考)软锰矿(主要成分是 MnO2，含有少量 Fe2O3、Al2O3、SiO2) 制备高纯金属锰和纯 MnO2 的工艺流程如下。 (1)经检测硫酸锰粗液中无 Fe2＋，得到硫酸锰粗液时 MnO2 发生反应的离子方程式为 _______________。 (2)硫酸锰粗液中加入碳酸钠溶液的目的是_____________，生成碳酸锰沉淀的离子方程 式为_________________________________。 (3)电解酸化的硫酸锰溶液制得金属锰，电解总反应为_____________，制得 110 g 金属 锰转移的电子数目为________。 (4)煅烧碳酸锰制得二氧化锰的化学方程式为_____________，粗二氧化锰中含有 MnO 杂 质 ， 由 粗 二 氧 化 锰 制 备 纯 二 氧 化 锰 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________。 (5)流程中多次用到过滤操作，实验室中过滤操作用到的玻璃仪器有玻璃棒、 ________________。 (6)已知 MnCO3 的 Ksp＝2.24×10－11，MnS 的 Ksp＝4.65×10－14，向碳酸锰饱和溶液中加 入饱和硫化钠溶液，反应的离子方程式为_____________________________________。 [解析]　(1)硫酸锰粗液中无 Fe2＋，说明酸性条件下，二氧化锰与硫酸亚铁发生氧化还 原反应，二氧化锰被还原为硫酸锰，硫酸亚铁被氧化为硫酸铁，反应的离子方程式为 MnO2＋ 2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O。(2)由流程图可知，向硫酸锰粗液中加入碳酸钠溶液， 调节溶液 pH 得到硫酸锰溶液，说明加入碳酸钠溶液的目的是使 Fe3＋、Al3＋转化为沉淀而除 去；向硫酸锰溶液中加入碳酸氢铵溶液反应生成硫酸铵、碳酸锰沉淀、水和二氧化碳，反应 的离子方程式为 Mn2＋＋2HCO－3 ===MnCO3↓＋H2O＋CO2↑。(3)酸性条件下电解硫酸锰溶液，阳 极为 H2O 失电子产生 O2 和 H＋，阴极为 Mn2＋得电子转化为 Mn，电解总反应为 2MnSO4＋2H2O 6 ===== 通电 2Mn＋O2↑＋2H2SO4，电解得到 110 g(即 2 mol)金属锰，转移电子数目为 4NA。(4)在 空气中煅烧碳酸锰时，锰元素被空气中的氧气氧化成二氧化锰，反应的化学方程式为 2MnCO3 ＋O2 ===== 煅烧 2MnO2＋2CO2；部分碳酸锰分解生成氧化锰，向粗二氧化锰中加入氯酸钠和稀硫 酸，氧化锰被氧化成二氧化锰，反应的离子方程式为 3MnO＋ClO－3 ===3MnO2＋Cl－。(5)过滤 所用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗和烧杯。(6)由于硫化锰溶度积小于碳酸锰，向碳酸锰饱 和溶液中加入饱和硫化钠溶液，碳酸锰会转化为溶解度更小的硫化锰，反应的离子方程式为 MnCO3(s)＋S2－(aq)===MnS(s)＋CO2－3 (aq)。 [答案]　(1)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O (2)调节 pH，除去溶液中的 Fe3＋、Al3＋ Mn2＋＋2HCO－3 ===MnCO3↓＋H2O＋CO2↑ (3)2MnSO4＋2H2O ===== 通电 2Mn＋O2↑＋2H2SO4　4NA (4)2MnCO3＋O2 ===== 煅烧 2MnO2＋2CO2 3MnO＋ClO－3 ===3MnO2＋Cl－ (5)漏斗、烧杯 (6)MnCO3(s)＋S2－(aq)===MnS(s)＋CO2－3 (aq) 3．(2019·湖北荆州联考)元素铬(Cr)的化合物有多种，其转化关系如下，回答下列问 题： (1)交警检测醉驾的原理之一：乙醇在稀硫酸中被 CrO3 氧化为 CO2，发生了①的转化。 请写出该检测醉驾原理的化学方程式：__________________________________。 (2)转化②所用的试剂是硫酸酸化的 H2O2，写出转化②的离子方程式[已知 Cr2(SO4)3 是 可溶于水的强电解质]：______________。 (3) 在 硫 酸 酸 化 的 条 件 下 可 实 现 ③ 的 转 化 ， 写 出 转 化 的 离 子 方 程 式 ： ________________________________。 [答案]　(1)4CrO3＋C2H5OH＋6H2SO4=== 2Cr2(SO4)3＋2CO2↑＋9H2O (2)Cr2O2－7 ＋3H2O2＋8H＋===2Cr3＋＋3O2↑＋7H2O (3)2CrO2－4 ＋2H＋===Cr2O2－7 ＋H2O 4．(2019·长沙模拟)SO2 是主要的大气污染气体，利用化学反应原理是治理污染的重要 方法。工业上用 Na2SO3 吸收尾气中 SO2 使之转化为 NaHSO3，再以 SO2 为原料设计原电池，然 后电解(惰性电极)NaHSO3 制取 H2SO4，装置如下： 7 (1)甲图中 A 电极上的反应式为__________________。 (2)甲图中 B 与乙图________(填“C”或“D”)极相连，进行电解时乙图 Z 中 Na ＋向 ________(填“Y”或“W”)中移动。 (3)该电解池阴极的电极反应式为____________________；阳极的电极反应式为 _______________。 [解析]　(1)从题目信息可知，SO2 反应生成 H2SO4，所以 SO2 作负极，失去电子和水结 合生成硫酸。(2)甲中 A 为负极，B 为正极，因为乙中 C 极附近加入 NaHSO3 得到 Na2SO3，说 明 H 元素化合价降低生成 H2，在阴极反应，所以连接电源的负极，即 B 连接 D；进行电解时 乙图中 Na＋向阴极移动，即向 Y 中移动。(3)阴极是 HSO －3 反应生成 SO 2－3 和 H2，右侧为阳极 室，据此写出对应的电极反应式。 [答案]　(1)SO2＋2H2O－2e－===4H＋＋SO2－4 (2)D　Y (3)2HSO－3 ＋2e－===2SO2－3 ＋H2↑ HSO－3 ＋H2O－2e－===SO2－4 ＋3H＋