2020-2021高考化学压轴题专题复习—氧化还原反应的综合附详细答案 下载本文

_______,即为终点,用去Na2S2O3溶液30.80 mL。

根据②、③实验数据计算,铅丹中Pb(Ⅱ)与Pb(Ⅳ)的原子数之比为____________。 【答案】固体由橘红色变为棕黑色 PbO2+4HCl(浓)

加热PbCl2+Cl2↑+2H2O 在酸性

溶液中,PbO2能够将Mn2+氧化为MnO4- 过滤、洗涤、干燥 酸式滴定管 1.460×10-3 蓝色褪去且半分钟内不恢复 1.90 【解析】 【分析】

(1)①由化学方程式及物质的物理性质总结反应现象,②黄绿色气体为氯气,HCl氧化为氯气,则PbO2发生还原,③紫色是MnO4-离子的颜色,在酸性条件下PbO2能够将Mn2+氧化为MnO4-,PbO2发生还原反应变为+2价离子;

(2)①溶液中有固体沉淀的分离步骤是:过滤、洗涤、干燥,②碱性溶液用碱式滴定管盛装,酸性和氧化性溶液用酸式滴定管盛装,根据反应的离子方程式找出关系式进行计算滤液中含Pb2+的物质的量;

(3)碘遇淀粉变蓝色,根据反应的离子方程式找出关系式进行相关计算。 根据以上分析进行解答。 【详解】

(1)①铅丹样品与HNO3溶液发生反应:Pb3O4+4HNO3=PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O,由题中所给Pb3O4 、PbO2物理性质可知反应现象为:固体由橘红色变为棕黑色。 答案为:固体由橘红色变为棕黑色。

② PbO2与浓盐酸加热生成的黄绿色气体为氯气,HCl氧化为氯气,PbO2发生还原变成Pb,根据原子守恒写出反应方程式为:PbO2+4HCl(浓)

2+

加热PbCl2+Cl2↑+2H2O。

答案为:PbO2+4HCl(浓)

加热PbCl2+Cl2↑+2H2O。

③ PbO2与硝酸酸化的Mn(NO3)2溶液反应得到的是MnO4-紫色溶液,说明在酸性条件下PbO2能够将Mn2+氧化为MnO4-,PbO2发生还原反应变为Pb2+离子,反应方程式为:5PbO2+ 2Mn2++4H+= 2MnO4-+ 5Pb2++2 H2O。

答案为:在酸性溶液中,PbO2能够将Mn2+氧化为MnO4-。 (2)①溶液中有不溶物分离的操作步骤是:过滤、洗涤、干燥。 答案是:过滤、洗涤、干燥。

②滴定实验中酸性和氧化性溶液用酸式滴定管盛装,所以显酸性的EDTA溶液应盛装在酸式滴定管里,根据反应Pb2++H2Y2- =PbY2-+2H+可得:n(Pb2+)=n(H2Y2- )=36.50?10-3

L?0.0400mol/L=1.460?10-3mol。

答案为:酸式滴定管;1.460×10-3 。

(3)该滴定实验使用淀粉溶液作指示剂,而碘遇淀粉变蓝色,当反应I2+2S2O32-=S4O62-+2I-结束时,碘恰好反应完蓝色褪去,所以达到滴定终点的标志是:蓝色褪去且半分钟内不恢复;根据反应:PbO2+4I-+4HAc =PbI2+I2+4Ac-+2H2O,I2+2S2O32-=S4O62-+2I-可得:

11n(S2O32-)=?0.05000mol/L?30.80?10-3L=7.7?10-4mol,所以铅丹中Pb(Ⅱ)22与Pb(Ⅳ)的原子数之比为:1.460×10-3:7.7?10-4=1.90。 答案为:蓝色褪去且半分钟内不恢复;1.90。 【点睛】

n(PbO2)=n(I2)=

有关滴定实验的计算中要根据反应方程式找准关系式,计算时注意单位的换算。

8.NOx、SO2的处理转化对环境保护有着重要意义。

(1)利用反应2NO(g)+2CO(g) = N2(g)+2CO2(g),可实现汽车尾气的无害化处理。一定条

n(NO)]的关系如图1件下进行该反应,测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m[m=

n(CO)所示。

①该反应的ΔH ____0(填“>”“<”或“=”)。 ②下列说法正确的是________(填字母)。

A.当体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变时,反应达到平衡状态 B.投料比:m1>m2>m3

C.当投料比m=2时,NO转化率是CO转化率的2倍 D.汽车排气管中的催化剂可提高NO的平衡转化率

③随着温度的升高,不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为________。 (2)若反应2NO(g)+2CO(g) = N2(g)+2CO2(g)的正、逆反应速率可表示为:v正=k

·c2(NO) ·c2(CO);v逆=k逆·c (N2) ·c2(CO2), k正、k逆分别为正、逆反应速率常数, 仅与温

度有关。一定温度下,在体积为1L的容器中加入2molNO和2molCO发生上述反应,测得CO和CO2物质的量浓度随时间的变化如图2所示,则a点时v正∶v逆=________。 (3)工业生产排放的烟气中同时存在SO2、NOx和CO,利用它们的相互作用可将SO2、NOx还原成无害物质,一定条件下得到以下实验结果。图3为298K各气体分压(气体的物质的量分数与总压的乘积)与CO物质的量分数的关系,图4为CO物质的量分数为2.0%时,各气体分压与温度的关系。

下列说法不正确的是________(填字母)。

A.不同温度下脱硝的产物为N2,脱硫的产物可能有多种 B.温度越高脱硫脱硝的效果越好 C.NOx比SO2更易被CO还原

D.体系中可能发生反应:2COS = S2+2CO;4CO2+S2 = 4CO+2SO2

(4)NH3催化还原氮氧化物是目前应用最广泛的烟气脱硝技术。用活化后的V2O5作催化剂,NH3将NO还原成N2的一种反应历程如图5所示,则总反应方程式为________。

(5)用间接电化学法去除烟气中NO的原理如图6所示,则阴极的电极反应式为____。 【答案】< AB 温度较高时,温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡移动的影响 160:1 B 4NH3+4NO+O2【解析】 【分析】

(1)①由图象可知,起始投料比m一定时,CO的平衡转化率随温度的升高而降低;

V2O5 4N2+6H2O 2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O

②A.起始投料比m一定时,而反应中NO、CO的变化量相同,体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变,即体系中CO2、CO物质的量浓度不变,据此判断; B.由图象可知,温度一定时,增大NO浓度,CO转化率增大;

C.根据转化率α=变化量与起始量的比值和反应中NO、CO的变化量相同分析判断; D.催化剂不能改变反应进程,只改变反应速率;

③由图象可知,不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近,主要原因是温度的影响起主导作用,投料比不同的影响为次要因素;

(2)反应达到平衡时v正=k正?c2(NO)c2(CO)=v逆=k逆?c(N2)c2(CO2),则平衡常数K=

K正,结合反应三段式计算平衡常数K和a点时各物质的浓度,代入v正、v逆计算v正:vK逆逆

(3)A.由图可知,NOx还原成无害物质为氮气,脱硫的产物可能有多种,与温度有关; B.温度高于1000℃时二氧化硫的含量增大,说明温度越高不利于脱硫;

C.根据图3,随CO物质的量分数增大,还原NOx生成氮气曲线斜率变化比较小,而还原SO2需要CO物质的量分数较大时才能将SO2从烟气中分离;

D.根据图4,COS分压曲线随温度升高减小,S2、CO分压增大,继续升高温度,S2、CO2

分压减小,CO分压增大;

(4)用活化后的V2O5作催化剂,NH3将NO 还原成N2,同时生成水,原子守恒配平书写化学方程式;

(5) 阴极通入的SO32-发生得电子的还原反应生成S2O42-。 【详解】

(1)①由图象可知,起始投料比m一定时,温度越高,CO的平衡转化率越低,即升高温度平衡逆向移动,所以正反应放热,即△H<0;

②A.反应正向进行时CO2增多而CO减少,说明未达到平衡时二者比值会变,所以体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变,反应达到平衡状态,故A正确;

B.由图象可知,温度一定时,增大NO浓度,CO转化率增大,即起始投料比m越大时,CO转化率越大,所以投料比:m1>m2>m3,故B正确;

C.由反应计量关系可知,反应中NO、CO的变化量相同,平衡转化率α=

消耗量×100%,

起始量所以平衡转化率与起始量成反比,即投料比m=2时CO转化率是NO转化率的2倍,故C错误;

D.催化剂不能改变反应进程,只改变反应速率,所以NO的平衡转化率不变,故D错误;

故答案为:AB;

③由图象可知,不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近,随温度逐渐升高,温度的影响起主导作用,即温度较高时,温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡移动的影响;

(2)平衡时三段式为:

2NO?g?+2CO?g??N2?g?+2CO2?g?起始(molgL-1)2200

转化(molgL-1)1.61.60.81.6平衡(molgL-1)0.40.40.81.6平衡时正逆反应速率相等即k正?c2(NO)c2(CO)= k逆?c(N2)c2(CO2),所以

c?N2?c2?CO2?1.62?0.8k正=K?2==80; k逆c?NO?c2?CO?0.42?0.42a点时反应三段式为:

2NO?g?+2CO?g??N2?g?+2CO2?g?起始(molgL-1)2200

转化(molgL-1)2x2xx2x平衡(molgL-1)2-2x2-2xx2xa点时c(CO)=c(CO2),则2-2x=2x,解得x=0.5,所以a点时c(CO)=c(CO2)=c(NO)=1mol/L,

v正k正12?12k=?2=2?正=2K=160,即v正:v逆=160:1; c(N2)=0.5mol/L,所以

v逆k逆1?0.5k逆(3)A.由图可知,NOx还原成无害物质为氮气,脱硫的产物可能有多种,与温度有关,故A正确;