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专项突破二元素及其化合物综合题的突破方法1.金属元素及其化合物在生产生活中应用日趋广泛,根据相关化学知识,回答下列问题:(1)金属钠在空气中燃烧的产物常用于呼吸面具中的供氧剂,钠原子的结构示意图为,请写出其燃烧产物用作供氧剂的原理:(用化学方程式表示)。(2)1226Mg的中子数为,化合物MgO的化学键类型为。(3)重铬酸钾(K2Cr2O7)是一种应用广泛的强氧化剂,利用酸性K2Cr2O7的相关性质可以用来检测酒驾。已知将K2CrO4溶于稀硫酸酸化得到重铬酸钾溶液,请写出酸化K2CrO4制备K2Cr2O7溶液的离子方程式:,这一过程溶液从色变成色。(4)为了避免轮船的钢质外壳被腐蚀,通常在轮船外壳上镶嵌比铁活动性强的金属以保护轮船外壳,这种金属防护的方法叫做。(5)向5.2 g Fe3O4、Fe2O3、Cu的混合物中加入0.5 molL-1的硫酸溶液140 mL时,固体恰好完全溶解,所得溶液中不含Fe3+,若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物,固体减少的质量为g。2.碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。(1)采用装置A,在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。气体a的成分是。若钢样中硫以FeS形式存在,A中反应:3FeS+5O2 1+3。(2)将气体a通入测硫装置中(如图),采用滴定法测定硫的含量。H2O2氧化SO2的化学方程式:。用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗z mL NaOH溶液。若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y克,则该钢样中硫的质量分数:。(3)将气体a通入测碳装置中(如下图),采用重量法测定碳的含量。气体a通过B和C的目的是。计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是。3.NH3与NO2是常见的氮的化合物,研究它们的综合利用有重要意义。(1)NO2产生的环境问题有(填一种)。(2)热电厂通常用NH3消除燃煤烟气中的NO2,写出该反应的化学方程式:。(3)氨气与氯化氢气体混合的现象是,该反应可用于。(4)若将少量氨气与过量氯气混合,则生成一种酸性气体和另一种化合物A,A中所有原子均满足8电子稳定结构,试写出A的电子式:,A在一定条件下能与水反应,可用于饮用水的消毒,试写出此反应的化学方程式:。.向SO2的饱和溶液中加入BaCl2溶液无明显现象,得混合溶液M。(5)若将下列各物质分别加入溶液M中,均可产生沉淀。其中原理相同、沉淀相同的是。a.氨水、NaOH溶液b.氯水、FeCl3溶液c.H2S溶液、氯水d.硫酸、溴水(6)若向溶液M中加入CaCO3粉末,则产生亚硫酸钡沉淀,请用化学反应原理予以解释(用离子方程式结合必要的文字说明)。4.某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5 m的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题:(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:离子K+Na+NH4+SO42-NO3-Cl-浓度/molL-1410-6610-6210-5410-5310-5210-5根据表中数据判断PM2.5的酸碱性为,试样的pH=。(2)为减少SO2的排放,常采取的措施有:将煤转化为清洁气体燃料。已知:H2(g)+12O2(g) H2O(g)H=-241.8 kJmol-1C(s)+12O2(g) CO(g)H=-110.5 kJmol-1写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:。洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是。a.Ca(OH)2b.Na2CO3c.CaCl2d.NaHSO3(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化已知汽缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g)H0若1 mol空气含0.8 mol N2和0.2 mol O2,1 300 时在密闭容器内反应达到平衡,测得NO为810-4 mol。计算该温度下的平衡常数K=。汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是。汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g) 2C(s)+O2(g)已知该反应的H0,简述该设想能否实现的依据:。目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学反应方程式为。答案精解精析1.答案(1)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2(2)14离子键(3)2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O黄橙(4)牺牲阳极的阴极保护法(5)1.12解析(1)Na是11号元素,原子结构示意图为;过氧化钠与二氧化碳、水反应均生成氧气。(2)1226Mg的质量数是26,中子数为14;MgO中的化学键是离子键。(3)K2CrO4溶于稀硫酸酸化得到K2Cr2O7溶液,离子方程式为2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,溶液颜色由黄色变为橙色。(4)该方法没有外接电源,因此是牺牲阳极的阴极保护法。(5)根据题意,反应后的溶液中只有FeSO4和CuSO4,二者物质的量之和等于硫酸的物质的量,即0.14 L0.5 molL-1=0.07 mol,混合物中的O与硫酸中的H+结合,即n(O)=n(H2SO4)=0.07 mol,若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物,固体减少的质量m=nM=0.07 mol16 gmol-1=1.12 g。2.答案(1)O2、SO2、CO2Fe3O4SO2(2)H2O2+SO2 H2SO4yzx(3)排除SO2对CO2测定的干扰吸收CO2前、后吸收瓶的质量解析(1)钢样在O2中灼烧,所得气体a的成分是SO2、CO2和过量的O2。依据质量守恒定律及得失电子守恒,可写出反应方程式:3FeS+5O2Fe3O4+3SO2。(2)H2O2氧化SO2的化学方程式为SO2+H2O2 H2SO4。钢样中m(S)=yz g,故钢样中硫的质量分数为yzx。(3)气体a通过B、C时,SO2被氧化吸收,排除了SO2对CO2测定的干扰。测定CO2吸收瓶吸收CO2前、后的质量,就可得出灼烧生成CO2的质量,进而求出钢样中碳的质量分数。3.答案(1)光化学烟雾(或酸雨、臭氧空洞等)(2)8NH3+6NO27N2+12H2O(3)产生白烟管道泄漏时检查或答检验NH3(或HCl)是否泄漏、用于气体的验满等(4)ClNClClNCl3+3H2O3HClO+NH3(或NCl3+4H2O3HClO+NH3H2O)(5)ab(6)SO2溶于水生成H2SO3:SO2+H2OH2SO3,H2SO3在水溶液中发生电离:H2SO3H+HSO3-、HSO3-SO32-+H+,加入的CaCO3与H+反应,使溶液中c(H+)降低,上述平衡向右移动,c(SO32-)增大,SO32-与Ba2+反应产生BaSO3沉淀解析(1)NO2产生的环境问题有光化学烟雾、酸雨、臭氧空洞等。(2)NH3与NO2发生氧化还原反应生成N2和H2O。(3)NH3与HCl反应生成NH4Cl固体,可观察到产生白烟,该反应可以用于检验NH3、HCl是否泄漏,可以用于气体的验满等。(4)A中所有原子均满足8电子稳定结构,则只能是N和Cl形成的化合物,根据N、Cl的原子结构,可以推断出A为NCl3,电子式为ClNClCl。根据题中信息可写出NCl3与H2O反应的化学方程式为NCl3+3H2O3HClO+NH3。(5)a项,氨水、NaOH溶液均可将SO2转化为SO32-,最终生成BaSO3沉淀,原理相同;b项,加入氯水、FeCl3溶液,Cl2、Fe3+均可将SO2氧化为SO42-,最终生成BaSO4沉淀,原理相同;c项,加入H2S溶液,发生反应2H2S+SO23S+2H2O,生成的沉淀为S,加入氯水,Cl2将SO2氧化为SO42-,最终生成BaSO4沉淀,原理不同,沉淀也不相同;d项,加入硫酸,SO42-与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,加入溴水,Br2将SO2氧化为SO42-,最终生成BaSO4沉淀,原理不同。4.答案(1)酸性4(2)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)H=+131.3 kJmol-1a、b(3)410-6温度升高,反应速率加快,平衡右移该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不自发进行2CO+2NO 2CO2+N2解析(1)根据电荷守恒规律,可以得到等式:c(K+)+c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(NO3-)+c(Cl-)+c(OH-)。由表中数据可知试样为酸性,故c(OH-)可以忽略不计,则c(H+)=110-4 molL-1,故pH=4。(3)N2+O2 2NOn起(mol)0.80.20n转(mol)410-4410-4810-4n平(mol)0.8-410-40.2-410-4810-4K=c2(NO)c(N2)c(O2)=(810-4V)2(0.8-410-4V)(0.2-410-4V)(810-4)20.80.2=410-6。
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