题目内容

3．随着我国工业化水平的不断发展，解决水、空气污染问题成为重要课题．
（1）工业尾气中含有大量的氮氧化物，NH3催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．反应原理如图所示：

①由图可知SCR技术中的氧化剂为NO、NO2
②用Fe做催化剂加热时，在氨气足量的情况下，当 NO2与NO的物质的量之比为1：1时，写出该反应的化学方程式2NH3+NO+NO2$\frac{Fe}{△}$2N2+3H2O．
（2）工业废水中常含有一定量的Cr2O72-，会对人类及生态系统产生很大损害，电解法是处理铬污染的常用方法．该法用Fe做电极电解含Cr2O72-的酸性废水，电解时，在阴极上有大量气泡生成，并产生Cr（OH）3、Fe（OH）3沉淀．
①反应中lmol Cr2O72-完全生成Cr（OH）3沉淀，外电路通过电子的物质的量为12mol．
②常温下，Cr（OH）3的溶度积Ksp=10-32，当Cr3+浓度小于10-5mol•L一1，时可认为完全沉淀，电解完全后，测得溶液的pH=6，则该溶液过滤后能（填“能”或“否”）直接排放．
（3）ClO2气体是一种常用的消毒剂，现在被广泛的用于饮用水进行消毒．自来水厂用ClO2处理后的水中，要求ClO2的浓度在0.1～0.8mg•L-1之间．碘量法可以检测水中C102的浓度，步骤如下：
I．取一定体积的水样用微量的氢氧化钠溶液调至中性，然后加入一定量的碘化钾，并加入淀粉溶液，溶液变蓝；
Ⅱ．加入一定量的Na2S2O3溶液（已知：2S2O32-+I2=2S4O62-+2I-）；
Ⅲ．加硫酸调节水样pH至1.3．
已知：本题中C1O2在中性条件下还原产物为ClO3，在酸性条件下还原产物为C1-．
请回答下列问题：
①确定操作II完全反应的现象蓝色消失，半分钟内不变色
②在操作III过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O
③若水样的体积为1.0L，在操作II时消耗了1.0X 10-3mol•L-1的Na2S2O3溶液10mL，则水样中ClO2的浓度是0.675mg•L-1．

分析 （1）①得电子，化合价降低的反应物是氧化剂；
②根据化合价升降总数相等、原子守恒来配平；
（2）①亚铁离子会和Cr2O72-的酸性废水反应，发生反应的离子方程式是Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，结合电极方程式Fe-2e-═Fe2+计算；
②根据溶度积计算；
（3）①加入一定量 Na2S2O3 溶液，发生反应2S2O32-+I2═S4O62-+2I-，使I2还原为I-；
②由图示表明，pH至1～3时，ClO2-将I-氧化生成的I2与淀粉结合再次出现蓝色，根据化合价升降总数相等、原子守恒和电荷守恒来配平；
③根据关系式ClO2～I-～S2O32-先计算出ClO2的物质的量，然后再计算出浓度．

解答 解：（1）①由图甲可知SCR技术中NH3与NO、NO2反应产物为N2和水，故氧化剂为NO、NO2，
故答案为：NO、NO2；
②NH3中氮的化合价由-3价升高到0价，一个NH3失去3个电子，NO2中氮的化合价由+4价降低到0价，一个NO2得到4个电子，NO中氮的化合价由+2价降低到0价，一个NO得到2个电子，当NO2与NO的物质的量之比为1：1时，转移电子的最小公倍数为6，结合质量守恒可知方程式为：2NH3+NO+NO2$\frac{Fe}{△}$2N2+3H2O，
故答案为：2NH3+NO+NO2$\frac{Fe}{△}$2N2+3H2O；
（2）①亚铁离子会和Cr2O72-的酸性废水反应，发生反应的离子方程式是Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，阳极电极方程式Fe-2e-═Fe2+，则
Cr2O72-～6Fe2+～12mol电子，1mol Cr2O72-完全生成Cr（0H）3沉淀，外电路通过电子的物质的量为12mol，
故答案为：12；
②溶液的pH=6，则c（OH-）=10-8mol•L-1，则c3（OH-）×c（Cr3+）=Ksp=10-32，c（Cr3+）=10-8mol•L-1＜10-5mol•L-1，能直接排放，
故答案为：能；
（3）①加入一定量 Na2S2O3 溶液，发生反应为：2S2O32-+I2═S4O62-+2I-，使I2还原为I-，故蓝色会消失，故答案为：蓝色消失，半分钟内不变色；
②由图示表明，pH至1～3时，ClO2-将I-氧化生成的I2，ClO2-中氯的化合价由+3价降低到-1价，一个ClO2-得到4个电子，碘的化合价由-1价升高到0价，一个I-失去1个电子，转移电子的最小公倍数为4，结合质量守恒、电荷守恒可知离子方程式为：ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O；
故答案为：ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O；
③ClO2 ～I-～S2O32-
   1          1
1.0×10-5mol   1.0×10-3 mol/L×0.01L
m（ClO2）=n（ClO2）×M（ClO2）=1.0×10-5mol×67.5×103mg•mol-1=0.675mg
由于水样的体积为1.0L，所以 ClO2 的浓度为$\frac{0.675mg}{1L}$=0.675 mg•L-1，
故答案为：0.675．

点评 本题主要考查了氧化还原反应、离子方程式式的书写以及化学计算，难度中等，注意掌握实验原理和电子得失配平的方法．

练习册系列答案
相关题目
11．锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌，某硫化锌精矿的主要成分为ZnS（还含少量FeS等其他成分），以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：

回答下列问题：
（1）硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的主要成分的化学式为ZnO．
（2）焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的浸出操作．
（3）浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉，其作用是置换出Fe等，反应的离子方程式为Zn+Fe2+=Zn2++Fe．
（4）电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用Pb-Ag合金惰性电极，阳极逸出的气体是O2．
（5）改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种有工业价值的非金属单质．“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O．
（6）硫化锌精矿（ZnS）遇到硫酸铜溶液可慢慢地转变为铜蓝（CuS）．请用简短的语言解释该反应发生的原理．在一定条件下，溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物（或在相同条件下，由于KSP（CuS）小于KSP（ZnS），故反应可以发生）
（7）我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌．明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内，…，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，…，冷淀，毁罐取出，…，即倭铅也．”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为ZnCO3+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Zn+3CO↑．（注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，倭铅是指金属锌）
14．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．1molCl2与足量的铁粉反应，反应转移电子的数目为3NA
B．室温时，足量Zn与浓硫酸反应共产生2mol气体，转移电子数为4NA
C．7.8gNa2O2与足量水反应时转移电子数目为0.2NA
D．1mol二氧化氮气体久置后在标准状况下的体积为22.4L
11．已知砷（As）与氮同主族，广泛分布于自然界．砷的很多化合物有毒，但有些砷的化合物无毒且有重要用途．请回答下列问题：
（1）砷位于元素周期表第VA族，其气态氢化物的稳定性比NH3弱（填“强”或“弱”）．
（2）有毒的AsO33-在碱性条件下可与I2发生反应生成无毒的AsO43-，反应的离子方程式为AsO33-+I2+2OH-?AsO43-+2I-+H2O．
（3）有毒的AsO33-也可通过电解反应转化为无毒的AsO43-．例如以石墨为电极，电解Na3AsO3和H2SO4的混合液，阳极的电极反应式为AsO33-+H2O-2e-=AsO43-+2H+，阴极周闱溶液的pH增大（填“增大”或“减小”或“不变“）．
（4）As2O3和As2O5是砷的两种常见固态酸性氧化物，根据如图1写出As2O5分解生成As2O3的热化学方程式：As2O5（s）=As2O3（s）+O2（g）△H=+295.4kJ•mol-1．As2O5在加热过程中发生分解的失重曲线如图2所示，已知失重曲线上的a点为样品失重率为w%时的残留固体（w%=$\frac{样品起始质量-a点固体质量}{样品起始质量}$×100%），若a点残留固体组成可表示为2As2O5•3As2O3，则a点样品失重率w%=8.35%（结果保留小数点后二位）．
18．弱电解质在水中的电离达到平衡状态时，己电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数（包括已电离的和未电离的）的百分率，称为电离度．某温度下，0．lmol•L-1的某一元弱酸溶液电离度为a%，则该溶液的pH为（　　）
A．1B．l-aC．2-lgaD．3-lga
8．三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe（C2O4）3]•3H2O可用于摄影和蓝色印刷．某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究．该小组同学查阅资料知，固体产物中铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3，产生的气体中含有CO、CO2．
请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程．
限选试剂：①蒸馏水　②3%H2O2溶液　③氧化铜　④1.0 mol•L-1盐酸　⑤浓硫酸　⑥1.0 mol•L-1NaOH溶液　⑦澄清石灰水　⑧0.5 mol•L-1 CuSO4溶液　⑨2%KSCN溶液　⑩苯酚溶液
（1）若用一套连续实验装置检验气体产物中CO的存在，并验证检验过程中有CO2生成，应选用的试剂为（按先后顺序把所选试剂的标号填入空格内）⑥⑦⑤③⑦．
（2）提出合理假设
假设1：只有Fe；　假设2：只有FeO；　假设3：含有Fe和FeO．
（3）设计实验方案并实验验证
步骤1：取适量固体产物于试管中，加入足量蒸馏水溶解，过滤分离出不溶固体．
步骤2：取少量上述不溶固体放入试管中，加入足量CuSO4；溶液，充分振荡．若固体无明显变化，则假设2成立；若有暗红色固体生成，则反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+．
步骤3：取步骤2所得暗红色固体于试管中，滴加过量HCl，振荡后静置．若溶液基本无色，则假设1成立；若溶液呈浅绿色，则假设3成立．
（4）问题讨论
若固体产物中FeO含量较少，用步骤3方法难以确定．请你设计实验方案证明假设3成立（写出实验的操作步骤、现象与结论）：取步骤3静置后的上层溶液，滴加几滴硫氰化钾溶液无红色出现，再滴加1-2滴双氧水，充分振荡，若溶液变红，则证明假设3成立．
（5）拓展与延伸
有资料介绍“在含Fe2+的溶液中，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，溶液呈红色；若再滴加过量氯水，却发现红色褪去”．假设溶液中的+3价铁还能被氯水氧化为更高价的QUOTE，试写出该反应的离子方程式2Fe3++8H2O+3Cl2=2FeO42-+16H++6Cl-．
15．设NA为阿伏加德罗常数的数值．下列说法正确的是（　　）
A．50mL18.4mol/L浓硫酸与足量铜微热反应，生成SO2分子的数目为0.46NA
B．某密闭容器盛有0.1mol N2和0.3mol H2，在一定条件下充分反应，转移电子的数目为0 6NA
C．若由CO2和O2组成的混合物中共有NA个分子，则其中的氧原子数为2 NA
D．常温下，1L 0． 1 mol/L NH4NO3溶液中的氢原子数为0.4 NA
12．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，其最外层电子数之和为20，X是第二周期元素，Z原子最外层电子数既是X原子内层电子总数的3倍，又是Y原子最外层电子数的2倍，下列说法正确的是（　　）
A．原子半径：W＞Z＞Y
B．工业上通过电解Y的无水盐来制备Y的单质
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：W＞Z＞X
D．氧元素分别与X、Y、Z、W形成的化合物都不止一种
13．下列关于有机物的说法中正确的是（　　）
①淀粉、油脂、蛋白质在一定条件下都能发生水解反应
②“乙醇汽油”是在汽油中加入适量乙醇的一种燃料，它是一种新型化合物
③为除去乙酸乙酯中残留的乙酸，可加过量饱和碳酸钠溶液振荡后，静置分液
④石油的分馏和煤的气化都是发生了化学变化
⑤淀粉遇碘酒变蓝色，在加热条件下葡萄糖能与新制Cu（OH）2悬浊液发生反应．
A．①②③B．①③④C．③④⑤D．①③⑤

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网