專項(xiàng)突破二元素及其化合物綜合題的突破方法1.金屬元素及其化合物在生產(chǎn)生活中應(yīng)用日趨廣泛,根據(jù)相關(guān)化學(xué)知識(shí),回答下列問題:(1)金屬鈉在空氣中燃燒的產(chǎn)物常用于呼吸面具中的供氧劑,鈉原子的結(jié)構(gòu)示意圖為,請寫出其燃燒產(chǎn)物用作供氧劑的原理:(用化學(xué)方程式表示)。(2)1226Mg的中子數(shù)為,化合物MgO的化學(xué)鍵類型為。(3)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)是一種應(yīng)用廣泛的強(qiáng)氧化劑,利用酸性K2Cr2O7的相關(guān)性質(zhì)可以用來檢測酒駕。已知將K2CrO4溶于稀硫酸酸化得到重鉻酸鉀溶液,請寫出酸化K2CrO4制備K2Cr2O7溶液的離子方程式:,這一過程溶液從色變成色。(4)為了避免輪船的鋼質(zhì)外殼被腐蝕,通常在輪船外殼上鑲嵌比鐵活動(dòng)性強(qiáng)的金屬以保護(hù)輪船外殼,這種金屬防護(hù)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時(shí),固體恰好完全溶解,所得溶液中不含F(xiàn)e3+,若用過量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的原混合物,固體減少的質(zhì)量為g。2.碳、硫的含量影響鋼鐵性能。碳、硫含量的一種測定方法是將鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為氣體,再用測碳、測硫裝置進(jìn)行測定。(1)采用裝置A,在高溫下將x克鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為CO2、SO2。氣體a的成分是。若鋼樣中硫以FeS形式存在,A中反應(yīng):3FeS+5O2 1+3。(2)將氣體a通入測硫裝置中(如圖),采用滴定法測定硫的含量。H2O2氧化SO2的化學(xué)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溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克,則該鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù):。(3)將氣體a通入測碳裝置中(如下圖),采用重量法測定碳的含量。氣體a通過B和C的目的是。計(jì)算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù),應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是。3.NH3與NO2是常見的氮的化合物,研究它們的綜合利用有重要意義。(1)NO2產(chǎn)生的環(huán)境問題有(填一種)。(2)熱電廠通常用NH3消除燃煤煙氣中的NO2,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。(3)氨氣與氯化氫氣體混合的現(xiàn)象是,該反應(yīng)可用于。(4)若將少量氨氣與過量氯氣混合,則生成一種酸性氣體和另一種化合物A,A中所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),試寫出A的電子式:,A在一定條件下能與水反應(yīng),可用于飲用水的消毒,試寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式:。.向SO2的飽和溶液中加入BaCl2溶液無明顯現(xiàn)象,得混合溶液M。(5)若將下列各物質(zhì)分別加入溶液M中,均可產(chǎn)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,則產(chǎn)生亞硫酸鋇沉淀,請用化學(xué)反應(yīng)原理予以解釋(用離子方程式結(jié)合必要的文字說明)。4.某市對(duì)大氣進(jìn)行監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5(直徑小于等于2.5 m的懸浮顆粒物),其主要來源為燃煤、機(jī)動(dòng)車尾氣等。因此,對(duì)PM2.5、SO2、NOx等進(jìn)行研究具有重要意義。請回答下列問題:(1)將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。若測得該試樣所含水溶性無機(jī)離子的化學(xué)組分及其平均濃度如下表:離子K+Na+NH4+SO42-NO3-Cl-濃度/molL-1410-6610-6210-5410-5310-5210-5根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷PM2.5的酸堿性為,試樣的pH=。(2)為減少SO2的排放,常采取的措施有:將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。已知:H2(g)+12O2(g) H2O(g)H=-241.8 kJmol-1C(s)+12O2(g) CO(g)H=-110.5 kJmol-1寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。洗滌含SO2的煙氣。以下物質(zhì)可作洗滌劑的是。a.Ca(OH)2b.Na2CO3c.CaCl2d.NaHSO3(3)汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化已知汽缸中生成NO的反應(yīng)為:N2(g)+O2(g) 2NO(g)H>0若1 mol空氣含0.8 mol N2和0.2 mol O2,1 300 時(shí)在密閉容器內(nèi)反應(yīng)達(dá)到平衡,測得NO為810-4 mol。計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)K=。汽車啟動(dòng)后,汽缸溫度越高,單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大,原因是。汽車燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO,有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO:2CO(g) 2C(s)+O2(g)已知該反應(yīng)的H>0,簡述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù):。目前,在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NO的污染,其化學(xué)反應(yīng)方程式為。答案精解精析1.答案(1)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2(2)14離子鍵(3)2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O黃橙(4)犧牲陽極的陰極保護(hù)法(5)1.12解析(1)Na是11號(hào)元素,原子結(jié)構(gòu)示意圖為;過氧化鈉與二氧化碳、水反應(yīng)均生成氧氣。(2)1226Mg的質(zhì)量數(shù)是26,中子數(shù)為14;MgO中的化學(xué)鍵是離子鍵。(3)K2CrO4溶于稀硫酸酸化得到K2Cr2O7溶液,離子方程式為2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,溶液顏色由黃色變?yōu)槌壬?4)該方法沒有外接電源,因此是犧牲陽極的陰極保護(hù)法。(5)根據(jù)題意,反應(yīng)后的溶液中只有FeSO4和CuSO4,二者物質(zhì)的量之和等于硫酸的物質(zhì)的量,即0.14 L0.5 molL-1=0.07 mol,混合物中的O與硫酸中的H+結(jié)合,即n(O)=n(H2SO4)=0.07 mol,若用過量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的原混合物,固體減少的質(zhì)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對(duì)CO2測定的干擾吸收CO2前、后吸收瓶的質(zhì)量解析(1)鋼樣在O2中灼燒,所得氣體a的成分是SO2、CO2和過量的O2。依據(jù)質(zhì)量守恒定律及得失電子守恒,可寫出反應(yīng)方程式:3FeS+5O2Fe3O4+3SO2。(2)H2O2氧化SO2的化學(xué)方程式為SO2+H2O2 H2SO4。鋼樣中m(S)=yz g,故鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為yzx。(3)氣體a通過B、C時(shí),SO2被氧化吸收,排除了SO2對(duì)CO2測定的干擾。測定CO2吸收瓶吸收CO2前、后的質(zhì)量,就可得出灼燒生成CO2的質(zhì)量,進(jìn)而求出鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。3.答案(1)光化學(xué)煙霧(或酸雨、臭氧空洞等)(2)8NH3+6NO27N2+12H2O(3)產(chǎn)生白煙管道泄漏時(shí)檢查或答檢驗(yàn)NH3(或HCl)是否泄漏、用于氣體的驗(yàn)滿等(4)ClNClClNCl3+3H2O3HClO+NH3(或NCl3+4H2O3HClO+NH3H2O)(5)ab(6)SO2溶于水生成H2SO3:SO2+H2OH2SO3,H2SO3在水溶液中發(fā)生電離:H2SO3H+HSO3-、HSO3-SO32-+H+,加入的CaCO3與H+反應(yīng),使溶液中c(H+)降低,上述平衡向右移動(dòng),c(SO32-)增大,SO32-與Ba2+反應(yīng)產(chǎn)生BaSO3沉淀解析(1)NO2產(chǎn)生的環(huán)境問題有光化學(xué)煙霧、酸雨、臭氧空洞等。(2)NH3與NO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成N2和H2O。(3)NH3與HCl反應(yīng)生成NH4Cl固體,可觀察到產(chǎn)生白煙,該反應(yīng)可以用于檢驗(yàn)NH3、HCl是否泄漏,可以用于氣體的驗(yàn)滿等。(4)A中所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則只能是N和Cl形成的化合物,根據(jù)N、Cl的原子結(jié)構(gòu),可以推斷出A為NCl3,電子式為ClNClCl。根據(jù)題中信息可寫出NCl3與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為NCl3+3H2O3HClO+NH3。(5)a項(xiàng),氨水、NaOH溶液均可將SO2轉(zhuǎn)化為SO32-,最終生成BaSO3沉淀,原理相同;b項(xiàng),加入氯水、FeCl3溶液,Cl2、Fe3+均可將SO2氧化為SO42-,最終生成BaSO4沉淀,原理相同;c項(xiàng),加入H2S溶液,發(fā)生反應(yīng)2H2S+SO23S+2H2O,生成的沉淀為S,加入氯水,Cl2將SO2氧化為SO42-,最終生成BaSO4沉淀,原理不同,沉淀也不相同;d項(xiàng),加入硫酸,SO42-與Ba2+反應(yīng)生成BaSO4沉淀,加入溴水,Br2將SO2氧化為SO42-,最終生成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溫度升高,反應(yīng)速率加快,平衡右移該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng),任何溫度下均不自發(fā)進(jìn)行2CO+2NO 2CO2+N2解析(1)根據(jù)電荷守恒規(guī)律,可以得到等式:c(K+)+c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(NO3-)+c(Cl-)+c(OH-)。由表中數(shù)據(jù)可知試樣為酸性,故c(OH-)可以忽略不計(jì),則c(H+)=110-4 molL-1,故pH=4。(3)N2+O2 2NOn起(mol)0.80.20n轉(zhuǎn)(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。