题目内容

7．“2015.8.12”天津港爆炸中有一定量的氰化物泄露．氰化物多数易溶于水，有剧毒，易造成水污染．已知部分弱酸的电离平衡常数如下表：
弱酸HCOOHHCNH2CO3
电离平衡常数
（ 25℃）		Ki=1.77×10-4Ki=5.0×10-10Ki1=4.3×10-7
Ki2=5.6×10-11
（1）根据价键规则，写出HCN的结构式是H-C≡N；
（2）下列能用于判断氮、碳两种元素非金属性强弱的是bc．（填序号）
a．气态氢化物沸点；b．最高价氧化物对应水化物酸性强弱；
c．Al2O3+N2+3C═2AlN+3CO；d．单质晶体类型；
（3）一定浓度的NaCN溶液pH=9，用离子方程式表示呈碱性的原因是CN-+H2O?HCN+OH-；通过列式计算“c（CN-）与c（HCN）”的大小K=$\frac{c（HCN）c（O{H}^{-}）}{c（C{N}^{-}）}$=$\frac{Kw}{Ka（HCN）}$=$\frac{1{0}^{-14}}{5×1{0}^{-10}}$，$\frac{c（HCN）}{c（C{N}^{-}）}$=$\frac{2×1{0}^{-5}}{1{0}^{-5}}$=2，c（CN-）＜c（HCN）判断：c（CN-）＜c（HCN）（填“＞”、“＜”或“=”）
（4）含CN-的污水危害很大．处理该污水时，可在催化剂TiO2作用下用NaClO将CN-氧化成CNO-．CNO-在酸性条件下继续被NaClO氧化生成N2与CO2．某环保部门用下图装置进行实验，以证明该处理方法的有效性并测定CN-被处理的百分率．

将浓缩后含CN-的废水与过量NaClO溶液的混合液（其中CN-浓度为0.05mol/L）200mL倒入甲中，塞上橡皮塞，一段时间后，打开活塞，使溶液全部放入乙中，关闭活塞．
①甲中反应的离子方程式为CN-+ClO-=CNO-+Cl-；乙中反应的离子方程式为2CNO-+3ClO-+2H+═N2+2CO2+3Cl-+H2O．
②乙中生成的气体除CO2、N2外还有HCl及副反应生成的Cl2等，上述实验是通过测定CO2的量来确定CN-的处理效果．丙中加入的除杂试剂是A（填标号）．
（A）饱和食盐  （B）饱和NaHCO3溶液  （C）浓NaOH溶液  （D）浓硫酸
丁在实验中的作用是除去混合气体中Cl2防止对CO2测定量的影响．戊中盛有足量的石灰水，若实验后戊中共生成0.8g沉淀，则该实验中CN-被处理的百分率＞80%（填“＞”、“二”或“＜”=）．

分析 （1）碳原子的成键情况主要根据与碳原子形成共价键的原子的数目确定，HCN中C能形成四对共价键，N能形成三对共价键；
（2）判断非金属强弱的方法很多，非金属的最高价氧化物的水化物的酸性强弱，能证明非金属强弱；非金属氢化物的稳定性，能说明非金属性强弱；非金属与氢气化合的难易程度，能说明非金属性的强弱；
（3）NaCN溶液pH=9，NaCN为强碱弱酸盐，水解呈碱性，利用水解平衡常数计算分析判断 K=$\frac{c（HCN）c（O{H}^{-}）}{c（C{N}^{-}）}$=$\frac{Kw}{Ka（HCN）}$=$\frac{1{0}^{-14}}{5×1{0}^{-10}}$，计算$\frac{c（HCN）}{c（C{N}^{-}）}$来判断微粒浓度大小；
（4）①CN-的废水在催化剂TiO2作用下用NaClO氧化，使CN-转化成CNO-，还生成氯离子；CNO-在酸性条件下继续被NaClO氧化成N2与CO2，还生成氯离子、水；
②饱和食盐水除去氯化氢气体，铜网用来除去氯气，根据碳原子守恒，计算出被处理的CN-的物质的量，再利用200mL（其中CN-的浓度0.05mol/L）求出CN-被处理的百分率分析判断．

解答 解：（1）HCN中C能形成四对共价键，N能形成三对共价键，故结构式为：H-C≡N，故答案为：H-C≡N；
（2）a．非金属性的强弱与气态氢化物沸点无关，故a错误；
b．最高价氧化物对应水化物酸性强弱，越强非金属性越强；故b正确；
c．Al2O3+N2+3C═2AlN+3CO，反应中C为还原剂，N2为氧化剂，说明氮气氧化性大于碳单质，能说明非金属性强弱，故c正确；
d．非金属性的强弱与单质晶体类型无关，故d错误；
故答案为：bc；
（3）NaCN溶液pH=9，NaCN为强碱弱酸盐，水解呈碱性，CN-+H2O?HCN+OH-，PH=9，则c（OH-）=10-5mol/L，水解平衡常数计算为：
  K=$\frac{c（HCN）c（O{H}^{-}）}{c（C{N}^{-}）}$=$\frac{Kw}{Ka（HCN）}$=$\frac{1{0}^{-14}}{5×1{0}^{-10}}$，$\frac{c（HCN）}{c（C{N}^{-}）}$=$\frac{2×1{0}^{-5}}{1{0}^{-5}}$=2，c（CN-）＜c（HCN），
故答案为：CN-+H2O?HCN+OH-，K=$\frac{c（HCN）c（O{H}^{-}）}{c（C{N}^{-}）}$=$\frac{Kw}{Ka（HCN）}$=$\frac{1{0}^{-14}}{5×1{0}^{-10}}$，$\frac{c（HCN）}{c（C{N}^{-}）}$=$\frac{2×1{0}^{-5}}{1{0}^{-5}}$=2，＜；
（4）①CN-的废水在催化剂TiO2作用下用NaClO氧化，使CN-转化成CNO-，还生成氯离子，离子反应为CN-+ClO-═CNO-+Cl-，CNO-在酸性条件下继续被NaClO氧化成N2与CO2，还生成氯离子、水，离子反应为2CNO-+3ClO-+2H+═N2+2CO2+3Cl-+H2O，
故答案为；CN-+ClO-=CNO-+Cl-，2CNO-+3ClO-+2H+═N2+2CO2+3Cl-+H2O；
②乙中生成的气体除N2和CO2外，还有HCl及副产物Cl2等，
（A）饱和食盐水能够除去氯化氢杂质，故A正确；
（B）饱和NaHCO3溶液和氯化氢反应生成二氧化碳对二氧化碳的测定，故B错误；
（C）浓NaOH溶液能吸收氯化氢和二氧化碳，不能测定CO2的量来确定CN-的处理效果，故C错误；
（D）浓硫酸不能吸收氯化氢，对测定二氧化碳产生影响，故D错误，
故选A，
铜网能够和氯气反应从而除去氯气杂质，丁在实验中的作用是除去混合气体中Cl2，防止对CO2测定量的影响，
200mL（其中CN-的浓度0.05mol/L）混合液中含有的CN-的物质的量是：0.2L×0.05mol/L=0.01mol，根据碳原子守恒，增多生成0.01mol二氧化碳，所以石灰水过量，生成的碳酸钙的物质的量是：0.0082mol，反应的CN-的物质的量是0.0082mol，CN-被处理的百分率是：$\frac{0.0082mol}{0.01mol}$×100%=82%＞80%，
故答案为：A；除去混合气体中Cl2，防止对CO2测定量的影响，＞．

点评 本题考查了弱电解质电离平衡、盐类水解、，该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题，试题综合性强，侧重对学生能力的培养和训练，有利于培养学生规范严谨的实验设计、操作能力，侧重氧化还原反应方程式书写的考查，注意判断发生的氧化还原反应，题目难度不大．

练习册系列答案
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5．进行化学实验时应强化安全意识．下列做法正确的是（　　）
A．金属钠着火时使用泡沫灭火器灭火
B．用试管加热碳酸氢钠固体时使试管口竖直向上
C．浓硫酸溅到皮肤上时立即用稀氢氧化钠溶液冲洗
D．蒸馏时应先向冷凝管中通入冷凝水再加热
6．在由铜锌组成的原电池（电解质是稀硫酸）中，有位同学在铜电极收集到了12g的气体，
（1）铜锌原电池的正极的电极反应：2H++2e-=H2↑
（2）铜电极产生12g气体的过程中有12mol的电子发生了转移．
3．下列物质不属于醇类的是（　　）
A．B．C．D．
2．在密闭容器中的一定量混合气体发生反应，xA（g）+yB（g）?3C（g），平衡时A的浓度为0.60mol/L，保持温度不变，将容器体积压缩到原来的$\frac{1}{2}$，再次达到平衡时，测得A的浓度为1mol/L，下列有关判断正确的是（　　）
A．x+y＞3
B．反应速率加快，活化分子百分数增加
C．A的转化率减小，体积分数增大
D．平衡正向移动，平衡常数增大
12．LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点．某电极的工作原理如图1所示，该电池电解质为能传导 Li+的固体材料．

（1）放电时，该电极为正极，电极反应为FePO4+e-+Li+=LiFePO4
（2）充电时该电极连接外接电源的正极
（3）放电时，电池负极的质量减少（减少、增加、不变）
（4）LiOH可做制备锂离子电池电极的材料，利用如图2装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液．阴极区电解液为LiOH溶液（填化学式），离子交换膜应使用阳（阳、阴）离子交换膜．
19．对于2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H＜0  反应来说：
（1）若将2mol SO2气体和1mol O2气体在2L容器中混合并在一定条件下发生反应，经2min建立平衡，此时测得SO3浓度为0.8mol•L-1，则从开始至2min用氧气表示的平均速率v（O2）=0.2mol•L-1•min-1．
（2）在体积不变的条件下，改变下列条件重新达到平衡时，能使平衡常数K增大的有B（填字母）．
A．升高温度B．降低温度   C．增大压强   D．移出生成的SO3
（3）一定温度下，若将8mol SO2气体和4mol O2气体混合置于体积恒定的密闭容器中，能说明该反应已达到平衡状态的是BC．
A．SO2的转化率和O2的转化率相等    B．容器内压强保持不变
C．v（SO2）逆=2v（O2）正D．容器内密度保持不变
（4）一定温度下，将8mol SO2和4mol O2气体混合置于体积不变的密闭容器中，经t1时间达到平衡，测得混合气体总物质的量为10mol．若此时向容器中充入一定量的氦气，SO3（g）的物质的量将不变（填“增大”、“减小”或“不变”）；若使SO2、O2、SO3三种气体均增加1mol，则平衡向右移动（填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”）．
16．W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素，W、X是金属元素，Y、Z是非金属元素．
（1）W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生盐和水，该反应的离子方程式为Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
（2）W与Y 可形成化合物W2Y，该化合物的电子式为；其水溶液中离子浓度由大到小的顺序是c（Na+）＞c（S2-）＞c（OH-）＞c（HS-）＞c（H+）．
（3）X的硝酸盐水溶液显酸性，用离子方程式解释原因Al3++3H2O═Al（OH）3+3H+．
（4）Y的低价氧化物通入Z单质的水溶液中，发生反应的化学方程式为SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl．
（5）Z的最高价氧化物为无色液体，0.25mol该物质与一定量水混合得到一种稀溶液，并放出Q kJ的热量．写出该反应的热化学方程式Cl2O7（l）+H2O（l）=2HClO4（aq）△H=-4QkJ/mol．
17．研究性学习是综合实践活动重要的组成部分，注重培养学生的问题意识．某研究性学习小组为了验证臭氧的氧化性强于氧气，进行了下述实验，请参与探究并回答相关问题．
[实验目的]验证臭氧的氧化性强于氧气．
[实验原理]2KI+O3+H2O═2KOH+I2+O2，淀粉溶液遇单质碘变蓝色．
[实验用品]臭氧消毒碗柜、a溶液、碘化钾溶液、滤纸、玻璃片、温度计．
[实验步骤]
①取a溶液与碘化钾溶液混合．
②取两片用滤纸剪成的纸条，在a和碘化钾的混合液中湿润后分别置于两块洁净的玻璃片上．
③将一块玻璃片（Ⅰ）置于臭氧消毒碗柜中并接通电源生成臭氧．将另一块玻璃片（Ⅱ）置于可控温度的温箱里，尽量地使温箱的温度与消毒碗柜中的温度相等．
④观察现象并进行记录：
时间/min01530456090120
滤纸的
颜色
变化		玻璃片（Ⅰ）
上的滤纸		白色白色灰色浅蓝色蓝色蓝色浅蓝色
玻璃片（Ⅱ）
上的滤纸		白色白色白色白色灰色灰色浅蓝色
请根据上述实验原理、步骤及你所学的知识，回答下列问题．
（1）实验药品中的a溶液是淀粉溶液．
（2）写出在臭氧消毒柜中产生O3的化学方程式：3O2$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2O3．
（3）整个实验过程要保持两块玻璃片所在环境的温度相同的原因是温度会影响反应速率，保持温度相同是为了消除温度不同带来的误差．
（4）从实验数据记录可以得出的结论是BCD（填序号）．
A．空气中可能也有一定浓度的O3，所以实验数据不可靠，不能达到实验目的
B．氧气也能氧化碘化钾中的碘离子
C．O3的氧化性比O2强
D．O3不仅氧化I-的速率比氧气快，而且有漂白作用
（5）在O3氧化KI的反应中，若有24g O3发生反应，则转移电子的数目为NA（或6.02×1023）．

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