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专题讲座六 环境保护与绿色化学
[考纲解读]　1.了解氮氧化物、二氧化硫等污染物的来源、性质和危害，体会化学对环境保护的重要意义。2.了解化工生产过程产生的“三废”对环境的危害，树立绿色化学的观念。3.原子经济性的概念和原子利用率的计算。
一、环境污染及其防治
1．环境污染
与化学相关的环境污染问题主要包括如下几个方面。一是大气污染问题：这是指由空气中的颗粒物、硫的氧化物(SO2、SO3)、氮的氧化物(NO、NO2等)、CO、碳氢化合物、氟氯代烃等造成的污染(其中SO2、NOx主要来源于化石类燃料的大量使用)。大气污染的具体表现主要有：形成酸雨、酸雾；臭氧层空洞；光化学烟雾；室内空气污染(指家用燃料的燃烧、烹调、吸烟产生的CO、CO2、NO、NO2、SO2等，各种建筑材料和装饰材料释放出的甲醛、苯等有机物造成的污染等，其中CO与血红蛋白作用会使血液失去输氧能力，导致CO中毒)。二是水体污染：这是指过量有害物质进入水中造成的污染。导致水体污染的物质主要有两大类，一类是重金属污染，如重金属Hg、Cd、Pb、Cr等进入水中形成的污染，这些重金属主要来自于化工、冶金、电子、电镀等排放的工业废水。另一类是植物营养物质污染：水中高浓度的N、P等植物营养物质，导致水体富营养化而形成的污染。它主要是由进入水中腐烂的含蛋白质的物质、含磷洗涤剂及大量使用的磷肥造成的。三是固体废弃物造成的污染：主要是指生活垃圾、工业废料随意堆放造成的污染，目前最引人注意的是由塑料制品造成的白色污染及废旧电池造成的重金属污染。垃圾污染范围广泛，对环境及生物的不良影响途径多样。
思考：1.当今环境污染存在以下几方面问题：(用物质化学式或元素名称填写相关原因)
(1)酸雨——形成原因主要是________和__________。
(2)光化学烟雾——主要是________、碳氢化合物造成的。
(3)臭氧空洞——主要是__________、氮氧化合物等的排放引起的。
(4)温室效应——主要是由于大气中__________等的含量的不断增加造成的。
(5)白色污染——__________等难降解塑料的大量使用。
(6)赤潮——含______洗衣粉的大量使用，工、农业及城市生活污水的任意排放。
2．环境保护的措施
(1)工业废气携带颗粒物的回收利用。
(2)工业、生活污水经处理达标后排放，限制使用________洗涤剂。
(3)回收、限制难降解塑料，研制__________塑料。
【例1】　环境问题及解决措施
Ⅰ.臭氧层空洞
高空大气中O2吸收紫外线可变成臭氧(O3)，而冰箱中的致冷剂氟里昂在紫外线作用下分解出氯原子，氯原子能加速臭氧的分解，从而破坏平流层中的臭氧层。同样超音速飞机的尾气及发动机尾气中的NO也能加快O3的分解，反应式如下：NO＋O3―→NO2＋2O；NO2＋O―→NO＋O2。请你写出总的反应式： ______________；其中NO的作用是______________和____________。
Ⅱ. 水源污染(富营养化)
(1)工、农业及城市生活污水中含磷。家用洗涤剂是污水中磷的一个重要来源(洗涤剂中含有磷酸钠)。关于处理污水时要不要除去磷的说法正确的是 (　　)
A．磷是生物所需的营养元素，不必除去
B．含磷的污水是很好的肥料，不必除去
C．含磷污水排到自然水中引起藻类增殖，使水变质，必须除去
D．磷对人无毒，除去与否都无关紧要
(2)赤潮
我国沿海出现了大面积赤潮，赤潮是红藻、蓝藻等在较短时间内大量繁殖形成的，它造成的严重后果是____________________。赤潮是水体富营养化的结果，主要是因为__________________等，使水中含有大量的______________元素对应的离子。为了防止水污染，我国许多地区已经对洗衣粉的成分加以限制，不得再销售含有______________(从下述选项中选)的洗衣粉。
A．硅酸钠 B．烷基苯磺酸钠
C．三聚磷酸钠 D．蛋白质
Ⅲ. 酸雨
(1)自然界“酸雨”形成的原因主要是 (　　)
A．未经处理的工业废水的任意排放
B．大气中二氧化碳含量增多
C．工业上大量燃烧含硫的燃料和金属矿石的冶炼
D．汽车排放的尾气和燃料不完全燃烧产生的气体
(2)SO2主要来自于硫酸工厂废气和含硫矿物的燃烧。
①若用Na2SO3溶液来吸收工厂的SO2尾气，加热吸收液可获得高浓度的SO2，变废为宝。你能写出主要的化学方程式吗？
②为除去燃料中的硫，可采用如图脱硫工艺。你能写出主要的化学方程式吗？
Ⅳ. 光化学烟雾：
大气污染物一氧化氮、二氧化氮和某些碳氢化合物在太阳光的照射下，在低空大气中发生复杂的光化学反应(大气中的氧气也参加了反应)，形成白色或浅蓝色有特殊气味的光化学烟雾。
光化学烟雾中主要含二次污染物如醛类、酮类、臭氧、过氧乙酰硝酸酯等。光化学烟雾严重危害人体健康，损害植物及橡胶制品等。
汽车尾气污染：
汽车尾气(含有烃类、CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染源之一。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)。它的特点是使CO和NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。
(1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式__________________________________。
(2)“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高空气的酸度，其原因是__________________。
(3)控制城市空气污染源的方法可以有　　　　。
A．开发氢能源 B．使用电动车
C．植树造林 D．戴上呼吸面具
二、绿色化学
1．绿色化学有关概念
(1)核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。
绿色化学的理想在于不再使用有毒有害的物质，不再产生废物，不再处理废物，这是一门从源头上减少或消除污染的化学。
(2)绿色化学的研究主要围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的，因此化学反应及其产物具有以下特征：
a．采用无毒、无害的原料；
b．在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行；
c．产品应该是环境友好的；
d．具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。此外，它还应当满足“物美价廉”的传统标准。
2．原子经济性
原子经济性在化学合成特别是有机合成中，减少废物的关键是提高选择性问题，即选择最佳反应途径，使反应物原子尽可能多地转化成产物原子，最大限度地减少副产物，才会真正减少废物的生成。美国著名有机化学家B.M.Trost在1991年首先提出“原子经济性”的概念：认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中(如完全的加成反应：A＋B===C)，达到零排放。原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义可表示为原子利用率＝×100%。
经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。
【例2】　在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是 (　　)
A．CH2===CH2＋CCH3OOOH(过氧乙酸)―→CH2OCH2＋CH3COOH
B．CH2===CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→CH2OCH2＋CaCl2＋H2O
C．2CH2===CH2＋O22CH2OCH2
D．3CH2OHCH2OHHOCH2CH2—O—CH2CH2OH＋CH2OCH2＋2H2O
【例3】　工业上合成氨的原料之一为氢气，其来源之一是利用石油气的有关成分如丙烷(C3H8)制取。以下途径，假设反应都能进行，从经济效益考虑最合理的反应是 (　　)
A．C3H83C＋4H2
B．C3H8C3H6＋H2
C．C3H8＋6H2O3CO2＋10H2
D．2H2O2H2＋O2
【例4】　下列几种生产乙苯( )的方法中，原子经济性最好的是(反应均在一定条件下进行) (　　)
【例5】　在“绿色化学工艺”中，理想状态是原子利用率为100%。在用CH3C≡CH合成CH2===C(CH3)COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要其他的反应物有
(　　)
A．CO和CH3OH B．CO2和H2O
C．H2和CO2 D．CH3OH和H2
三、无机非金属材料的应用及环境保护
无机化工原理在考查方面的另外一个着力点是以全新的信息考查化学反应原理在合成氨、工业制H2SO4、氯碱工业及无机非金属材料方面的应用。
中学化学需要掌握的重要的化工生产原理如下：
化学工业
【例6】　工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：
(1)简述原料气N2、H2的_________________________________________________。
(2)下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是____________________________________。
A．浓硫酸 B．氯化钙 C．氯化镁 D．生石灰
(3)氨气和氧气145 ℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如图所示)：
4NH3+5O2? ?4NO+6H2O　K1=1×1053
(900 ℃)
4NH3+3O2?? 2N2+6H2O　K2=1×1067
(900 ℃)
温度较低时以生成　　　　　　　为主，温度高于900 ℃时，NO产率下降的原因：　　　　　　　　。吸收塔中需要补充空气的原因：__________________________。
(4)尾气处理时，小型化工厂常用尿素作为氮氧化物的吸收剂，此法运行费用低，吸收效果好，不产生二次污染，吸收后尾气中NO和NO2的去除率高达99.95%。其主要的反应为氮氧化物混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素[CO(NH2)2]反应生成CO2和N2，请写出有关反应的化学方程式：_________________________________________，
________________________________________________________________________。
【例7】　“低碳”既是时尚，也是环保要求。“低碳”在工业生产中意义重大，充分利用原材料，不排放或减少排放“三废”，不同工厂今后联合生产等都是很好的“低碳”生产方式。下面是几个工厂利用废气、废渣(液)联合生产化肥硫酸铵的工艺：
请回答下列问题：
(1)工艺操作①、②分别为____________、____________。
(2)工业合成氨的化学方程式为_______________________________________________。
(3)写出生成“产品”的离子方程式：__________________________________________。
(4)在实验室中检验合成氨厂排出的废气中是否含有氨气的方法是
________________________________________________________________________。
(5)副产品的化学式为______________________。该联合生产工艺中可以循环使用的物质是______________________。
【例8】　Ⅰ.某硝酸厂附近的空气中的主要污染物为氮的氧化物。为了保护环境和综合利用，可采用氨—碱两级吸收法。此法兼有碱吸收和氨吸收两法的优点，其吸收工艺流程如下：
(1)排空物质的主要成分为_____________________________________________________。
(2)进入吸收塔以前加一个缓冲器的目的是_______________________________________。
(3)从吸收塔排出的混合液的用途之一为_________________________________________。
Ⅱ.空气的主要污染物为硫的氧化物和氮的氧化物。研究人员设计了同时净化废气中二氧化硫和氮的氧化物的方法，将其转化为硫酸和硝酸，工艺流程如下：
各室中发生的反应如下：
氧化室：NO2(g)＋SO2(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)＋NO(g)　ΔH＝a kJ·mol－1。
清除室：NO(g)＋NO2(g)===N2O3(g)　ΔH＝b kJ·mol－1；N2O3(g)＋2H2SO4(l)===2NOHSO4(s)＋H2O(l)
ΔH＝c kJ·mol－1。
分解室：4NOHSO4(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4H2SO4(l)＋4NO2(g)　ΔH＝d kJ·mol－1。
回答下列问题：
(1)物质①和②分别为(写化学式)________、__________。
(2)写出SO2、O2和H2O反应生成H2SO4的热化学方程式：____________________________。
1．(2011·福建理综，6)下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是 (　　)
A．CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体
B．使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一
C．节能减排符合低碳经济的要求
D．合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺
2．(2010·天津理综，1)以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是 (　　)
A．发展氢能和太阳能
B．限制塑料制品的使用
C．提高原子利用率，发展绿色化学
D．尽量用纯液态有机物代替水作溶剂
3．(2010·江苏，1)化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是
(　　)
A．为提高农作物的产量和质量，应大量使用化肥和农药
B．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
C．实现化石燃料清洁利用，就无需开发新能源
D．垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用
4．(2010·四川理综，6)节能减排对发展经济、保护环境有重要意义。下列措施不能减少二氧化碳排放的是 (　　)
A．利用太阳能制氢
B．关停小火电企业
C．举行“地球一小时”熄灯活动
D．推广使用煤液化技术
5．(2010·重庆理综，6)减缓温室气体排放是2009年哥本哈根气候变化会议的议题。下列反应不产生温室气体的是 (　　)
A．用纯碱制玻璃 B．用煤炭作燃料
C．用铁矿石炼铁 D．用氨制碳酸铵
6．(2010·上海，1)下列做法不能体现低碳生活的是 (　　)
A．减少食物加工过程
B．注意节约用电
C．尽量购买本地的、当季的食物
D．大量使用薪柴为燃料
答案
1．思考
(1)SO2　氮氧化合物　(2)氮氧化合物　(3)氟氯代烃　(4)CO2　(5)聚乙烯　(6)磷
2．(2)含磷　(3)可降解
【例1】　Ⅰ.O3O2＋O　还原剂　催化剂
Ⅱ.(1)C　
(2)藻类分泌毒素，并且消耗水中的溶解氧，造成水质恶化和鱼类死亡　滥用氮肥、磷肥、农药和城镇废水任意排放　氮、磷　C
Ⅲ. (1)C　
(2)①SO2＋H2O＋Na2SO32NaHSO3
②CaO(s) ＋SO2(g)CaSO3(s)，
2CaSO3(s)＋O2(g)2CaSO4(s)
Ⅳ. (1)2CO＋2NON2＋2CO2
(2)SO2转化成SO3，SO3遇水生成硫酸
(3)ABC
【例2】　C　
【例3】　C
【例4】　C
【例5】　A　
【例6】　(1)N2来源于空气，H2来源于焦炭与水蒸气的反应
(2)A
(3)N2　生成NO的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO的产率下降　提高氨气的转化率，进一步与NO反应，尽可能多的生成所需产品
(4)NO＋NO2＋H2O===2HNO2
CO(NH2)2＋2HNO2===CO2↑＋2N2↑＋3H2O
【例7】　(1)将空气液化后蒸馏分离出氧气，获得氮气　过滤
(2)N2＋3H22NH3
(3)CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O===CaCO3↓＋2NH＋4＋SO2－4
(4)将湿润的红色石蕊试纸放在导气管口，若试纸变蓝，则证明有NH3(或其他可行的方法)
(5)CaO　CO2
【例8】　Ⅰ.(1)N2、O2(只填N2也算对)
(2)使氨气和污染的空气充分混合
(3)用作肥料
Ⅱ.(1)NO2　H2SO4
(2)2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(l)===2H2SO4(l)
ΔH＝(2a＋2b＋2c＋d) kJ·mol－1
专题集训·能力提升
1．A　2.D
3．D　
4．D
5．D　
6．D　
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- 10 -专题讲座十二 水污染及治理
2012年1月广西河池市龙江镉污染事件，2011年9月云南曲靖市的南盘江铬污染事件都说明了水污染已成为我国经济建设中的一大瓶颈。水是生命之源，有关水污染及其治理已成为近年来高考的热点。
目前污水的处理一般分为三级处理。一级处理：主要是用物理法或化学法，将污水中可沉降固体除去，然后加氯消毒即排入水体。一级处理只是去除污水中的飘浮物和部分悬浮状态的污染物质，调节污水的pH值，减轻废水的腐蚀程度和减少后续处理负荷。二级处理：污水经一级处理后，再用生物化学方法除去污水中大量的有机物，使污水进一步净化的工艺过程。活性污泥处理法是二级处理的主要方法。三级处理：又称污水高级处理或深度处理。污水经过二级处理仍含有磷、氮、病原微生物、矿物质和难以生物降解的有机物等，需要进行三级处理，以便进一步除去上述污染物或回收利用有用物质，以便使污水经三级处理后再利用。
污水处理常见有如下三种方法：
一、氧化还原法处理废水
废水中呈溶解状态的有机和无机污染物，在投加氧化剂或还原剂后，由于电子的迁移，而发生氧化或还原作用，使其转化为无害物质。在工业处理污水时，可用到的氧化剂有：O2、Cl2、O3、Ca(ClO)2、H2O2等，氧化还原法在污水处理实例中有氧化发酵含有机物废水处理、空气氧化法处理含硫废水、碱性氯化法处理含氰污水、臭氧化法除臭、脱色、杀菌及除酚、氰、铁、锰，降低污水BOD与COD等均有显著效果。目前，还原法主要用于含氮废水的处理。
【例1】　(2010·北京理综，26)某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH和NH3·H2O的形式存在，该废水的处理流程如下：
(1)过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30 ℃，通空气将氨赶出并回收。
①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用： _______________________。
②用化学平衡原理解释通空气的目的：______________________________________。
(2)过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下：
①第一步反应是________反应(选填“放热”或“吸热”)，判断依据是____________。
②1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是______________。
(3)过程Ⅲ：一定条件下，向废水中加入CH3OH，将HNO3还原成N2。若该反应消耗32 g CH3OH转移6 mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是________。
1．(2011·安徽理综，28)地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。
(1)实验前：①先用0.1 mol·L－1H2SO4洗涤Fe粉，其目的是________，然后用蒸馏水洗涤至中性；②将KNO3溶液的pH调至2.5；③为防止空气中的O2对脱氮的影响，应向KNO3溶液中通入________(写化学式)。
(2)右图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相
关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请
根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式：____________。
t1时刻后，该反应仍在进行，溶液中NH的浓度在增大，Fe2＋的浓
度却没有增大，可能的原因是________________。
(3)该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设，请你完成假设
二和假设三：
假设一：溶液的pH；
假设二：____________________________________________________；
假设三：_____________________________________________________；
……
(4)请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论。
(已知：溶液中的NO浓度可用离子色谱仪测定)
实验步骤及结论：
二、沉淀法处理废水
　沉淀法处理废水是污水处理的一种重要方法，主要是通过氧化还原反应或电解使易溶于水的含有重金属元素的离子转化为沉淀而除去，目前此法主要用于含＋6价Cr废水的处理。此外，对于Hg2＋、Cu2＋等重金属离子的污染，可直接加入沉淀剂(如Na2S)使之转化为沉淀而除去。
【例2】　(2011·天津理综，10)工业废水中常含有一定量的Cr2O和CrO，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。
方法1：还原沉淀法
该法的工艺流程为
CrOCr2OCr3＋Cr(OH)3↓
其中第①步存在平衡：2CrO(黄色)＋2H＋??Cr2O(橙色)＋H2O
(1)若平衡体系的pH＝2，该溶液显________色。
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是__________。
a．Cr2O和CrO的浓度相同
b．2v(Cr2O)＝v(CrO)
c．溶液的颜色不变
(3)第②步中，还原1 mol Cr2O，需要______mol FeSO4·7H2O。
(4)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)??Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)
常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp＝c(Cr3＋)·c3(OH－)＝10－32，要使c(Cr3＋)降至10－5 mol·L－1，溶液的pH应调至________。
方法2：电解法
该法用Fe作电极电解含Cr2O的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3沉淀。
(5)用Fe作电极的原因为________________________________。
(6)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)______________，溶液中同时生成的沉淀还有__________。
2．六价铬对人体有害，含铬废水要经化学处理后才能排放，方法是用绿矾(FeSO4·7H2O)把废水中的六价铬还原为三价铬离子，再加入过量的石灰水，使铬离子转变为氢氧化铬Cr(OH)3沉淀。其主要反应的化学方程式如下：
H2Cr2O7＋6FeSO4＋6H2SO4===3Fe2(SO4)3＋Cr2(SO4)3＋7H2O
现用上叙方法处理1×104 L含铬(＋6价)78 mg·L－1的废水(Cr的相对原子质量为52)，试回答：
(1)处理后，沉淀物中除Cr(OH)3外，还有______________、____________(用化学式表示)。
( 2)需用绿矾多少千克？
3．(2011·大纲全国卷，13)某含铬(Cr2O)废水用硫酸亚铁铵[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]处理，反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀经干燥后得到n mol FeO·FeyCrxO3。不考虑处理过程中的实际损耗，下列叙述错误的是 (　　)
A．消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(2－x)mol
B．处理废水中Cr2O的物质的量为 mol
C．反应中发生转移的电子数为3nx mol
D．在FeO·FeyCrxO3中，3x＝y
4．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”
用Na2S除去废水中的Hg2＋：Hg2＋＋S2－===HgS↓ (　　)
(2011·北京理综，9A)
三、中和法处理废水
　“中和法”用于处理酸性废水及碱性废水。向酸性废水中投加碱性物质如石灰、氢氧化钠等进行中和，向碱性废水中吹入含CO2的烟道气或其它酸性物质进行中和。
【例3】　某造纸厂排放的废烧碱水(内含Na2CO3)流量是100 mL·s－1，为了测定废水中烧碱的浓度，某环保小组取样250 mL废碱，稀释10倍后再取50 mL，平均分成2份，分别用0.120 0 mol·L－1盐酸滴定。第一份采用甲基橙作指示剂，耗去盐酸24.20 mL；第二份用酚酞作指示剂，耗去盐酸17.4 mL。试计算：
(1)废烧碱中NaOH和Na2CO3的物质的量浓度各是多少？(保留四位小数)
(2)该环保小组想用1.2 mol·L－1的废盐酸来中和上述废烧碱液，理论上盐酸的注入流量应为多少？(保留1位小数)
答案
典例剖析
【例1】　(1)①NH＋4＋OH－===NH3·H2O
②废水中的NH3被空气带走，使NH3·H2O??NH3＋H2O的平衡向正反应方向移动，利于除氨
(2)①放热　ΔH＝－273 kJ·mol－1<0(或反应物的总能量大于生成物的总能量)
②NH＋4(aq)＋2O2(g)===2H＋(aq)＋NO(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－346 kJ·mol－1
(3)5∶6
【例2】　(1)橙　(2)c　(3)6　(4)5
(5)阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋，提供还原剂Fe2＋
(6)2H＋＋2e－===H2↑　Fe(OH)3
【例3】　(1)各为0.508 8 mol·L－1,0.326 4 mol·L－1　(2)96.8 mL·s－1
热点精练
1．(1)去除铁粉表面的氧化物等杂质　N2
(2)4Fe＋NO＋10H＋===4Fe2＋＋NH＋4＋3H2O　生成的Fe2＋水解(或和溶液中的OH－结合)　(3)温度　铁粉颗粒大小
(4)
实验步骤及结论：①分别取等体积、等浓度的KNO3溶液于不同的试管中；②调节溶液呈酸性且pH各不相同，并通入N2；③分别向上述溶液中加入足量等质量的同种铁粉；④用离子色谱仪测定相同反应时间时各溶液中NO的浓度。若pH不同的KNO3溶液中，测出的NO浓度不同，表明pH对脱氮速率有影响，否则无影响。
(本题属于开放性试题，答案合理即可)
2．(1)Fe(OH)3　CaSO4　(2)12.51 kg
7．8×10－1 kg　　　 x
x＝＝12.51 kg。
3．A 4．√
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- 5 -专题讲座十三 有机综合推断题突破策略
一、应用特征产物逆向推断
【例1】　下图中A、B、C、D、E、F、G均为有机化合物。根据下图回答问题。
(1)D的化学名称是　　　　　。
(2)反应③的化学方程式是____________________________________________________。
(有机物须用结构简式表示)
(3)B的分子式是　　　　　　。A的结构式是　　　　　　　。反应①的反应类型是　　　　　　。
(4)符合下列3个条件的B的同分异构体的数目有______个。
(Ⅰ)为邻位取代苯环结构；(Ⅱ)与B具有相同官能团；(Ⅲ)不与FeCl3溶液发生显色反应。
写出其中任意一种同分异构体的结构简式_______________________________________。
(5)G是重要的工业原料，用化学方程式表示G的一种重要的工业用途
________________________________________________________________________。
【例2】　(2011·山东理综，33)美国化学家R.F.Heck因发现如下Heck反应而获得2010年诺贝尔化学奖。
X＋CH2CH—R CHCHR＋HX
(X为卤原子，R为取代基)
经由Heck反应合成M(一种防晒剂)的路线如下：
回答下列问题：
(1)M可发生的反应类型是________。
a．取代反应 b．酯化反应
c．缩聚反应 d．加成反应
(2)C与浓H2SO4共热生成F，F能使酸性KMnO4溶液褪色，F的结构简式是________________________。D在一定条件下反应生成高分子化合物G，G的结构简式是________________________________________________________________________。
(3)在A→B的反应中，检验A是否反应完全的试剂是______________________________。
(4)E的一种同分异构体K符合下列条件：苯环上有两个取代基且苯环上只有两种不同化学环境的氢，与FeCl3溶液作用显紫色。K与过量NaOH溶液共热，发生反应的方程式为
________________________________________________________________________。
二、确定官能团的方法
1．根据试剂或特征现象推知官能团的种类
(1)使溴水褪色，则表示该物质中可能含有“ ”或“ ”结构。
(2)使KMnO4(H＋)溶液褪色，则该物质中可能含有“ ”、“”或“—CHO”等结构或为苯的同系物。
(3)遇FeCl3溶液显紫色，或加入溴水出现白色沉淀，则该物质中含有酚羟基。
(4)遇浓硝酸变黄，则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。
(5)遇I2变蓝则该物质为淀粉。
(6)加入新制的Cu(OH)2悬浊液，加热煮沸有砖红色沉淀生成或加入银氨溶液加热有银镜生成，表示含有—CHO。
(7)加入Na放出H2，表示含有—OH或—COOH。
(8)加入NaHCO3溶液产生气体，表示含有—COOH。
2．根据数据确定官能团的数目
2—OH(醇、酚、羧酸)H2
(3)2—COOHCO2，—COOHCO2
—C≡C—(或二烯、烯醛)
—CH2CH2—
(5)某有机物与醋酸反应，相对分子质量增加42，则含有1个—OH；增加84，则含有2个—OH。即—OH转变为—OOCCH3。
(6)由—CHO转变为—COOH，相对分子质量增加16；若增加32，则含2个—CHO。
(7)当醇被氧化成醛或酮后，相对分子质量减小2，则含有1个—OH；若相对分子质量减小4，则含有2个—OH。
3．根据性质确定官能团的位置
(1)若醇能氧化为醛或羧酸，则醇分子中应含有结构“—CH2OH”；若能氧化成酮，则醇分子中应含有结构“—CHOH—”。
(2)由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。
(3)由一卤代物的种类可确定碳架结构。
(4)由加氢后的碳架结构，可确定“ ”或“—C≡C—”的位置。
(5)由有机物发生酯化反应能生成环酯或聚酯，可确定有机物是羟基酸，并根据环的大小，可确定“—OH”与“—COOH”的相对位置。
【例3】　有机物X(分子式为C4H6O5)广泛存在于许多水果中，尤以苹果、葡萄、西瓜、山楂内为多。经测定该有机物具有下表中所列性质，请根据题目要求填空：
(1)
X的性质 推测X中关于官能团的结论
①X与足量Na反应产生H2
②X与醇或羧酸在浓硫酸作用下并加热均生成有香味的产物
③在一定条件下X的分子内脱水产物(非环状化合物)可与溴水发生加成反应
④33.5 g X与100 mL 5 mol·L－1 NaOH溶液恰好中和
X的可能结构简式Ⅰ__________，Ⅱ____________，Ⅲ___________________________________________________________________
(2)写出X发生①反应的化学方程式(任写一个)__________________________________。
(3)在一定条件下X可发生化学反应的类型有(填序号)____________________________。
A．水解反应　 B．取代反应　 C．加成反应
D．消去反应　 E．加聚反应　 F．中和反应
(4)下列物质与X互为同系物的是__________。与X互为同分异构体的是________(填序号)。
(5)写出X与O2在铜作催化剂加热的条件下发生反应所得到的可能产物的结构简式________________________________________________________________________。
【例4】　碳、氢、氧三种元素组成的有机物A，相对分子质量为102，含氢的质量分数为9.8%，分子中氢原子个数为氧的5倍。
(1)A的分子式是____________。
(2)A有2个不同的、位于碳链两端的含氧官能团，其名称是________、________。
(3)一定条件下，A与氢气反应生成B，B分子的结构可视为1个碳原子上连接2个甲基和另外2个结构相同的基团。
①A的结构简式是_____________________________________________________________。
②A不能发生的反应是________(填写序号字母)。
a．取代反应 b．消去反应
c．酯化反应 d．还原反应
(4)写出两种与A具有相同官能团、并带有支链的同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________、
____________________。
(5)A还有另一种酯类同分异构体，该异构体在酸性条件下水解，生成两种相对分子质量相同的化合物，其中一种的分子中有2个甲基，此反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(6)已知环氧氯丙烷可与乙二醇发生如下聚合反应：
B也能与环氧氯丙烷发生类似反应，生成高聚物，该高聚物的结构简式是
________________________________________________________________________。
三、根据反应条件推断反应类型
1．在NaOH的水溶液中发生水解反应，可能是酯的水解反应或卤代烃的水解反应。
2．在NaOH的乙醇溶液中加热，发生卤代烃的消去反应。
3．在浓H2SO4存在的条件下加热，可能发生醇的消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化反应等。
4．能与溴水或溴的CCl4溶液反应，可能为烯烃、炔烃的加成反应。
5．能与H2在Ni作用下发生反应，则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛的加成反应或还原反应。
6．在O2、Cu(或Ag)、加热或CuO、加热条件下，发生醇的氧化反应。
7．与O2或新制的Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液反应，则该物质发生的是—CHO的氧化反应。(如果连续两次出现O2，则为醇―→醛―→羧酸的过程)
8．在稀H2SO4加热条件下发生酯、低聚糖、多糖等的水解反应。
9．在光照、X2(表示卤素单质)条件下发生烷基上的取代反应；在Fe粉、X2条件下发生苯环上的取代反应。
【例5】　(2011·新课标全国卷，38)香豆素是一种天然香料，存在于黑香豆、兰花等植物中。工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得：
以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线(部分反应条件及副产物已略去)：
已知以下信息：
①A中有五种不同化学环境的氢；
②B可与FeCl3溶液发生显色反应；
③同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定，易脱水形成羰基。
请回答下列问题：
(1)香豆素的分子式为__________。
(2)由甲苯生成A的反应类型为__________，A的化学名称为__________。
(3)由B生成C的化学反应方程式为_____________________________________________。
(4)B的同分异构体中含有苯环的还有__________种，其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有________种。
(5)D的同分异构体中含有苯环的还有________种，其中：
①既能发生银镜反应，又能发生水解反应的是____________________________________
(写结构简式)；
②能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是___________________________________
(写结构简式)。
专题讲座十三——有机综合推断题突破策略
【例1】　(1)乙醇　(2)CH3COOH＋CH3CH2OH CH3COOC2H5＋H2O
(3)C9H10O3　
水解反应(取代反应)
(填写其中一种结构简式即可)
(5)nCH2===CH2? 或CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH(其他合理答案均可)
【例2】　(1)ad　(2)(CH3)2CHCH===CH2
?
【例3】　(1)①含—OH或—COOH
②含—OH和—COOH　③含—OH
④1分子X中含2个—COOH
X的可能结构简式
HOOC—CHOHCH2—COOH
HOOC—CH(CH2OH)—COOH
(2)2HOOC—CHOHCH2—COOH＋6Na―→2NaOOC—CHONaCH2—COONa＋3H2↑
(3)BDF　(4)a　bc
(5) 、
HOOC—CH(CHO)—COOH
【例4】　(1)C5H10O2　 (2)羟基　醛基
【例5】　(1)C9H6O2
(2)取代反应　2 氯甲苯(或邻氯甲苯)
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- 1 -专题讲座三　守恒思想在化学计算中的应用
守恒法是中学化学计算中一种很重要的方法与技巧，也是在高考试题中应用最多的方法之一，其特点是抓住有关变化的始态和终态，忽略中间过程，利用其中某种不变量建立关系式，从而简化思路，快速解题。
守恒法解题依据：根据几个连续的化学方程式前后某微粒如原子、电子、离子的物质的量保持不变或质量守恒原理等列关系式解答。
1．质量守恒法
【例1】　已知Q与R的摩尔质量之比为9∶22，在反应X＋2Y===2Q＋R中，当1.6 g X与Y完全反应后，生成4.4 g R，则参与反应的Y和生成物Q的质量之比为 (　　)
A．23∶9 B．32∶9 C．46∶9 D．16∶9
【例2】　有一瓶14%的KOH溶液，加热蒸发掉100 g水后，变为28%的KOH溶液80 mL，且 蒸发过程中无晶体析出，该80 mL溶液的物质的量浓度为 (　　)
A．5 mol·L－1 B．6 mol·L－1
C．6.25 mol·L－1 D．6.75 mol·L－1
方法总结　质量守恒定律表示：参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。依据该定律和有关情况，可得出下列等式：
(1)反应物的质量之和＝生成物的质量之和。
(2)反应物减少的总质量＝生成物增加的总质量。
(3)溶液在稀释或浓缩过程中，原溶质质量＝稀释或浓缩后溶质质量(溶质不挥发、不析出)。
2．原子守恒法
从本质上讲，原子守恒和质量守恒是一致的，原子守恒的结果即质量守恒。
【例3】　38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到22.4 mL(标准状况下)气体，反应消耗的HNO3的物质的量可能是 (　　)
A．1.0×10－3 mol B．1.6×10－3 mol
C．2.2×10－3 mol D．2.4×10－3 mol
3．电荷守恒
【例4】　在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2，恰好使溶液中的SO完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到c mol NH3，则原溶液中Al3＋的浓度(mol·L－1)为 (　　)
A. B. C. D.
【例5】　某混合溶液中所含离子的浓度如下表，则M离子可能为 (　　)
所含离子 NO SO H＋ M
浓度(mol·L－1) 2 1 2 1
A.Mg2＋ B．Ba2＋ C．F－ D．Na＋
方法总结　在电解质溶液或离子化合物中，阴、阳离子的电荷数相等，即：阳离子的物质的量×阳离子的电荷数＝阴离子的物质的量×阴离子的电荷数，由此可得(1)在离子化合物中，阴、阳离子的电荷数相等；(2)在电解质溶液里，阴、阳离子的电荷数相等。
4．电子守恒法
【例6】　将1.08 g FeO完全溶解在100 mL 1.00 mol·L－1硫酸中，然后加入25.00 mL K2Cr2O7溶液，恰好使Fe2＋全部转化为Fe3＋，且Cr2O中Cr6＋全部转化为Cr3＋。则K2Cr2O7的物质的量浓度是多少？
1．由(NH4)2SO4和MgSO4组成的混合物共m g，溶于水中配制10 L溶液，测得此时溶液中c(SO)＝0.15 mol·L－1，c(Mg2＋)＝0.10 mol·L－1，则混合溶液中NH的物质的量浓度是
(　　)
A．0.10 mol·L－1 B．0.05 mol·L－1
C．0.15 mol·L－1 D．0.01 mol·L－1
2．镁铝合金5.1 g溶于300 mL 2 mol·L－1盐酸时，在标准状况下产生气体5.6 L。若向反应后的溶液中加入一定量烧碱溶液，生成的沉淀的最大质量为 (　　)
A．9.35 g B．12.6 g C．13.6 g D．15.8 g
3．ClO2是一种广谱型的消毒剂，根据世界环保联盟的要求ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂。工业上常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制ClO2，在以上反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为 (　　)
A．1∶1 B．2∶1 C．1∶2 D．2∶3
4．某反应可表示为：mM＋nH＋＋O2===xM2＋＋yH2O，则x值为 (　　)
A．2 B．4 C．6 D．9
5．在一定条件下，分别以高锰酸钾、氯酸钾和过氧化氢为原料制取氧气，当制得同温同压下相同体积的氧气时，三个反应中转移的电子数之比为 (　　)
A．1∶1∶1 B．2∶2∶1
C．2∶3∶1 D．4∶3∶2
6．20 g烧碱配制成500 mL溶液，其物质的量浓度为________mol·L－1；从中取出1 mL，其物质的量浓度为________mol·L－1，含溶质______g。若将这1 mL溶液用水稀释到100 mL，所得溶液中溶质的物质的量浓度为__________mol·L－1，其中含Na＋______g。
7．在空气中暴露过的KOH固体，经分析知其成分为水7.62%、K2CO3 2.38%、KOH 90%，若将1 g此样品加到46.00 mL 1 mol·L－1的盐酸中，过量的盐酸再用1.07 mol·L－1的KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液可得固体多少克？
答案
【例1】　D　
【例2】　C　
【例3】　C　
【例4】　C　
【例5】　A　
【例6】　0.100 mol·L－1
专题集训·能力提升
1．A　
2．C　
3．B　
4．A　
5．B　
6．1　1　0.04　0.01　0.023
7．3.43 g
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- 1 -专题讲座二　相互竞争的离子反应和氧化还原反应
反应物间一对多的化学反应常有“平行反应”和“竞争反应”两类，平行反应主要指多个反应相互间没有影响可同时进行；而竞争反应是指由于反应能力不同，多个反应按一定的先后顺序逐次进行。竞争反应主要包括两种基本题型：一是一种氧化剂(还原剂)与多种还原剂(氧化剂)反应，如把Cl2通入含I－、Br－、Fe2＋的溶液中，按照还原能力由强到弱的顺序，I－优先反应，其次是Fe2＋，最后是Br－；二是一种酸(碱)与多种碱性(酸性)物质反应，如把盐酸逐滴加入到含有NaOH、Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中，按照碱性由强到弱的顺序，NaOH优先反应，其次是Na2CO3，最后是NaHCO3，此类竞争反应的先后顺序即是其有效顺序。在实际问题中有部分看似平行的反应，由于物质的性质而出现了“有效”和“无效”两种可能性，准确地确定有效反应就成了解题的关键。
1．复分解反应之间的竞争
若某一溶液中同时存在几个可能的复分解反应，则生成更难溶解或更难电离的物质的反应将优先进行。
【例1】　写出在硫酸铝铵溶液中加入少量氢氧化钡溶液的离子方程式：
________________________________________________________________________。
即时巩固1 (2011·洛阳模拟)将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积(y)的关系正确的是 (　　)
即时巩固2 少量NaOH溶液滴入到NH4HCO3溶液中的离子方程式为________________。
即时巩固3 向NH4Cl、AlCl3、MgCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，按反应的先后顺序，写出有关反应的离子方程式：
(1)_______________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
(2)_______________________________________________________________________。
(3)_______________________________________________________________________。
2．氧化还原反应之间的竞争
若某一溶液中同时含有多种还原性(氧化性)物质，则加入一种氧化剂(还原剂)时，优先氧化(还原)还原性(氧化性)强的物质。
【例2】　在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01 mol的酸性混合溶液中加入0.01 mol铁粉，经搅拌后发生的变化应是 (　　)
A．铁溶解，析出0.01 mol Ag和0.005 mol Cu
B．铁溶解，析出0.01 mol Ag并放出H2
C．铁溶解，析出0.01 mol Ag，溶液中不再有Fe3＋
D．铁溶解，析出0.01 mol Ag，溶液中不再有Cu2＋
即时巩固4 将足量Cl2缓缓通入含0.02 mol H2SO3和0.02 mol HBr的混合溶液中。在此过程中溶液的pH与Cl2用量的关系示意图是(溶液体积变化忽略不计，且不考虑Cl2与水反应) (　　)
即时巩固5 向NaBr、NaI和Na2SO3混合液中通入一定量氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得到固体物质的组成可能是 (　　)
A．NaCl、Na2SO4 B．NaBr、Na2SO4
C．NaCl、Na2SO4、I2 D．NaCl、NaI、Na2SO4
即时巩固6 某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2和HNO3，若向其中逐渐加
入铁粉，溶液中Fe2+的浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如右图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量浓度之比为________________________。
3．氧化还原反应与非氧化还原反应之间的竞争
一般情况下，氧化还原反应优先于非氧化还原反应发生。
【例3】　写出向漂白粉溶液中通入二氧化硫气体的化学方程式。
即时巩固7 往含Fe3＋、H＋、NO的混合液中加入少量SO，充分反应后，下列表示该反应的离子方程式正确的是 (　　)
A．2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋
B．2H＋＋SO===H2O＋SO2↑
C．2H＋＋2NO＋3SO===3SO＋2NO↑＋H2O
D．2Fe3＋＋3SO＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3SO2↑
即时巩固8 写出下列反应的离子方程式：
(1)FeCl2溶液与NaClO溶液反应_______________________________________________。
(2)Na2S与FeCl3溶液混合_____________________________________________________。
(3)硫化钠与CuSO4溶液混合__________________________________________________。
答案
【例1】　2Al3＋＋3SO2－4＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓
即时巩固1　D　
即时巩固2　HCO＋OH－===H2O＋CO2－3
即时巩固3　(1)Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
Mg＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
(2)NH＋4＋OH－===NH3·H2O
(3)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
【例2】　C　
即时巩固4　A　[因H2SO3的还原性强于HBr的还原性，故Cl2先氧化H2SO3，H2SO3＋Cl2＋H2O===H2SO4＋2HCl，生成的H2SO4和HCl是强酸，故溶液的pH下降；当H2SO3完全反应后，再通入Cl2，发生反应Cl2＋2HBr===Br2＋2HCl，溶液的pH不再改变。]
即时巩固5　A　[向NaBr、NaI和Na2SO3混合液中通入一定量氯气后，可能发生的反应依次为Na2SO3＋Cl2＋H2O===Na2SO4＋2HCl、2NaI＋Cl2===2NaCl＋I2、2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2。将溶液蒸干时HCl、Br2和Cl2会挥发，灼烧时I2会升华。若通入的氯气过量，得到固体剩余物质的组成是NaCl、Na2SO4；若通入的氯气是不足量的，则还有可能留下NaBr。]
即时巩固6　1∶1∶4
【例3】　Ca(ClO)2＋2SO2＋2H2O===CaSO4↓＋2HCl＋H2SO4
即时巩固7　C　[此题看上去似乎4个选项都可能发生，但我们知道氧化还原反应优先于非氧化还原反应，因此B、D不正确。那么SO2－3是先与Fe3＋反应还是先与H＋＋NO反应呢？可以用“假设法”进行判断。如果先与Fe3＋反应，则生成的Fe2＋又会与H＋＋NO反应，所以应先与H＋＋NO反应，故应选C。]
即时巩固8　(1)6Fe2＋＋3ClO－＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3Cl－＋4Fe3＋
(2)2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓
(3)Cu2＋＋S2－===CuS↓
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- 2 -专题讲座十 化学反应速率、化学平衡计算通关
一、“一式”巧解有关化学反应速率计算题
化学反应速率是表示反应进行快慢的物理量，它用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，单位有mol·L－1·h－1、mol·L－1·min－1、mol·L－1·s－1等。计算公式如下：
v(B)＝＝
式中B是物质的化学式，Δc(B)表示物质B浓度的变化，Δn(B)表示物质B的物质的量的变化，V表示容器或溶液的体积，Δt表示反应进行的时间。
用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点：
(1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。
(2)化学方程式中物质的化学计量数与反应速率的关系是反应速率之比等于化学计量数之比。
(3)反应速率大小的比较：对于反应nA＋mB??pC＋qD，有如下关系：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝n∶m∶p∶q，比较相同条件下不同物质表示的反应速率大小时只需要比较v(A)/n、v(B)/m、v(C)/p和v(D)/q的大小即可。
【例1】　煤制合成天然气是煤气化的一种重要方法，其工艺核心是合成过程中的甲烷化，涉及的主要反应：
CO(g)＋3H2(g)?? CH4(g)＋H2O(g)　ΔH<0①
CO2(g)＋4H2(g)?? CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH<0②
现在300 ℃、容积为2 L的密闭容器中进行有关合成天然气的实验，相关数据记录如下：
CO/mol CO2/mol H2/mol CH4/mol H2O/mol
0 min 4 3 40 0 0
30 min 2 2 a 3
70 min 1 b c d 6
下列有关说法错误的是 (　　)
A．a＝30，b＝1.5
B．c＝25，d＝4.5
C．前30 min内，反应①的平均反应速率v(CH4)＝0.05 mol·L－1·min－1
D．后40 min内，反应②的平均反应速率v(H2)＝0.025 mol·L－1·min－1
【例2】　某温度时，在2 L容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由此分析，该反应的化学方程式为____________________________________________；
从反应开始至2 min时，Z的平均反应速率为____________。
1．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三
种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，
下列描述正确的是 (　　)
A．反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为
0.158 mol·L－1·s－1
B．10 s后，该反应停止进行，达到平衡状态
C．反应开始到10 s时，平均反应速率：
v(X)＝v(Y)＝0.039 5 mol·L－1·s－1
D．反应的化学方程式为2X(g)＋Y(g)?? 2Z(g)
2．在2 L的密闭容器中，放入0.4 mol A和0.6 mol B，在一定温度下，压强为p，放入催化剂(体积忽略)，发生反应2A(g)＋3B(g)?? xC(g)＋2D(g)，在a min后，容器中c(A)＝0.1 mol·L－1，则v(B)＝____________；若温度不变，压强变为0.9p，则v(C)＝__________，x＝____________。
二、有关化学平衡计算的“三步曲”
化学平衡的计算一般涉及到各组分的物质的量、浓度、转化率、百分含量、气体混合物的密度、平均摩尔质量、压强等，通常的思路是写出平衡式，列出相关量(起始量、变化量、平衡量)，确定各量之间的关系，列出比例式或等式或依据平衡常数求解。
如对以下反应：mA(g)＋nB(g)?? pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为V L。
　　　　 mA(g)　＋　nB(g)??pC(g)＋qD(g)
起始(mol) a b 0 0
变化(mol) mx nx px qx
平衡(mol) a－mx b－nx px qx
则有：(1)K＝
(2)对于反应物：n(平)＝n(始)－n(变)；
对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(变)。
(3)c平(A)＝。
(4)α(A)平＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。
(5)φ(A)＝×100%。
(6)＝。
(7)(混)＝(g·L－1)。
(8)＝(g·mol－1)。
【例3】　 在100 ℃时，把0.5 mol N2O4通入体积为5 L的真空密闭容器中，立即出现红棕色。反应进行到2 s时，NO2的浓度为0.02 mol·L－1。在60 s时，体系已达平衡，此时容器内压强为开始时的1.6倍。下列说法正确的是 (　　)
A．前2 s以N2O4的浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol·L－1·s－1
B．在2 s时体系内的压强为开始时的1.1倍
C．在平衡时体系内含N2O4 0.25 mol
D．平衡时，N2O4的转化率为40%
【例4】　煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。
已知CO(g)＋H2O(g)??H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：
温度/℃ 400 500 830 1 000
平衡常数K 10 9 1 0.6
试回答下列问题：
(1)上述反应的正反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)某温度下，上述反应达到平衡后，保持容器体积不变升高温度，正反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”)，容器内混合气体的压强________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)830 ℃时，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中向正反应方向进行的有______(选填字母)
A B C D
n(CO2)/mol 3 1 0 1
n(H2)/mol 2 1 0 1
n(CO)/mol 1 2 3 0.5
n(H2O)/mol 5 2 3 2
(4)在830 ℃时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)达到平衡时，CO的转化率是__________。
3．在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行反应：A(g)＋
2B(g)?? 3C(g)，已知加入1 mol A和3 mol B且达到平衡后生成了a mol C，请填写下
列空白：
(1)平衡时C在反应混合气体中的体积分数是______________________________________
(用字母a表示)。
(2)在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mol A和6 mol B，达到平衡后，C的物质的量为______ mol(用字母a表示)。此时C在反应混合气体中的体积分数______(填“增大”、“减少”或“不变”)。
(3)在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mol A和8 mol B，若要求平衡后C在反应混合气体中的体积分数不变，则还应加入C________ mol。
(4)在同一容器中加入n mol A和3n mol B，达到平衡时C的物质的量为m mol，若改变实验条件，可以使C的物质的量在m mol～2m mol之间变化，那么n与m的关系应是____________(用字母“m”、“n”表示)。
三、化学平衡常数全面突破
1．化学平衡常数的意义
(1)化学平衡常数可表示反应进行的程度。K越大，反应进行的程度越大，K>105时，可以认为该反应已经进行完全。虽然转化率也能表示反应进行的程度，但转化率不仅与温度有关，而且与起始条件有关。
(2)K的大小只与温度有关，与反应物或生成物的起始浓度的大小无关。
2．浓度商与化学平衡的移动：可逆反应进行到某时刻(包括化学平衡)时，生成物浓度的化学计量数次幂之积与反应物浓度的化学计量数次幂之积的比值称为浓度商(Qc)。当Qc＝K时，说明反应达到平衡状态；当QcK时，说明反应在向逆反应方向进行。
3．在使用化学平衡常数时应注意：(1)不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式中，但非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。(2)对于同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。因此书写平衡常数表达式及数值时，要与化学反应方程式相对应，否则就没有意义。
【例5】　二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过CH3OH分子
间脱水制得：2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　Δ
H=-23.5 kJ·mol-1。T1 ℃时，在恒容密闭容器中建立上述平
衡，体系中各组分浓度随时间变化如右图所示。
(1)该条件下反应平衡常数表达式K=　　　　　。在T1 ℃时，
反应的平衡常数为　　　　　；
(2)相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为c(CH3OH)=0.4 mol·L-1、c(H2O)=0.6 mol·L-1、c(CH3OCH3)=1.2 mol·L-1，此时正、逆反应速率的大小：v正　　　v逆(填“>”、“<”或“=”)。
4．现往1 L的容器中通入CO2、H2各2 mol。在一定条件下让其发生反应：CO2＋H2?? CO
＋H2O，回答下列问题：
(1)在830 ℃条件下，反应达到平衡时CO2的浓度为1 mol·L－1。该条件下平衡常数K1＝________。
(2)在(1)基础上，把体系的温度降至800 ℃。已知该条件下的平衡常数K2＝0.81，可以推知平衡时c(H2O)＝________(保留2位有效数字)。
(3)该可逆反应的正反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)在(1)基础上，压缩容器体积至0.5 L。该条件下的平衡常数为K3。则K3________(填“大于”、“等于”或“小于”)K1，理由是__________。
5．25 ℃时，在体积为2 L的密闭容器中，气态物质A、B、C的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化如下图所示，已知达平衡后，降低温度，A的转化率将增大。
(1)根据图像，写出该反应的化学方程式：________________________________________。
此反应的平衡常数表达式K=　　　　　　。从反应开始到达第一次平衡时的平均速率v(A)为　　　　　。
(2)在5～7 min内，若K值不变，则此处曲线变化的原因是
________________________________________________________________________。
答案
【例1】　C
【例2】　3Y＋Z?? 2X　0.025 mol·L－1·min－1
即时巩固
1．C
2．0.15/a mol·L－1·min－1　0.1/a mol·L－1·min－1　2
【例3】　B　
【例4】　(1)放热　(2)增大　增大　(3)BC　(4)60%
即时巩固
3．(1)a/4　(2)2a　不变　(3)6　(4)n>2m/3
【例5】　(1)　5
(2)>
即时巩固
4．(1)1　(2)0.95 mol·L－1　(3)吸热
(4)等于　平衡常数只与温度有关
5．(1)A(g)＋2B(g)?? 2C(g)　
0．05 mol·L－1·min－1
(2)缩小容器容积(加压)
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- 6 -专题讲座八 元素推断题的知识贮备和解题方法
　元素推断题主要考查元素周期表中“位、构、性”的关系及学生利用物质结构和性质进行综合推断的能力。该类题目综合性强，难度较大，所占分值较高。学生需要掌握短周期所有元素的结构特点，它们在元素周期表中的位置和性质以及它们形成的化合物的性质，在此基础上综合分析，得到答案。
一、元素在周期表中的位置推断
[知识贮备]
1．根据核外电子的排布规律
(1)最外层电子规律
最外层电子数(N) 3≤N<8 N＝1或2 N>次外层电子数
元素在周期表中的位置 主族 第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦 第二周期
(2)“阴三阳四”规律
某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期。若为阳离子，则位于第四周期。
(3)“阴上阳下”规律
电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期——“阴上阳下”规律。
[解题方法]
由原子核外的电子排布规律正确推断元素在周期表中的位置是解题的关键。
【例1】　已知X、Y、Z为三种主族元素，可分别形成Xn＋、Ym＋、Zn－三种离子，已知m>n且X、Y、Z三种原子的M层电子数均为奇数。下列说法中不正确的是 (　　)
A．三种离子中，Ym＋的离子半径最小
B．Z的最高价氧化物对应水化物的分子式为HnZO4
C．X、Y、Z一定在同一周期，且原子半径Z>X>Y
D．三种元素相应的最高价氧化物对应水化物之间两两会发生反应
【例2】　短周期元素A、B、C的原子序数依次增大，其原子的最外层电子数之和为10，A与C在周期表中位置上下相邻，B原子最外层电子数等于A原子次外层电子数，下列有关叙述不正确的是 (　　)
A．A与C可形成共价化合物
B．A的氢化物的稳定性大于C的氢化物的稳定性
C．原子半径A＜B＜C
D．B的氧化物的熔点比A的氧化物熔点高
　【例3】　短周期元素X、Y、Z所在的周期数依次增大，它们的原子序数之和为20，且 Y2－与Z＋核外电子层的结构相同。下列化合物中只有共价键的是 (　　)
A．Z2Y B．X2Y2 C．Z2Y2 D．ZYX
[知识贮备]
2．根据元素周期表结构与原子电子层结构的关系
(1)几个重要关系式
①核外电子层数＝周期数(对于大部分元素来说)；
②主族序数＝最外层电子数＝最高正价＝8－|最低负价|
③|最高正价|－|最低负价|＝
(2)熟悉主族元素在周期表中的特殊位置
①族序数等于周期数的元素：H、Be、Al。
②族序数等于周期数2倍的元素：C、S。
③族序数等于周期数3倍的元素：O。
④周期数是族序数2倍的元素：Li、Ca。
⑤周期数是族序数3倍的元素：Na、Ba。
⑥最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：H、C、Si。
⑦最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S。
⑧除H外，原子半径最小的元素：F。
⑨最高正价不等于族序数的短周期元素：O、F。
【例4】　现有A、B、C、D四种短周期元素，它们之间的关系如下。原子半径：AA．由A、B两种元素组成的一种常见气体显碱性
B．D元素组成的单质能与强碱溶液反应，并有H2生成
C．C元素不可能在第一周期，也不可能在第ⅣA族
D．A、B、C、D四种元素组成的离子化合物中一定含有金属阳离子
【例5】　在元素周期表中的短周期元素中，原子最外层电子数与其电子层数之比为1∶1、2∶1、3∶1的元素共有 (　　)
A．4种 B．5种 C．6种 D．7种
【例6】　如图表示元素周期表前四周期的一部分，关于元素X、Y、
Z、W的叙述正确的是 (　　)
①X、Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性为Y②Y、Z的气态氢化物的稳定性Y③W的单质常温下呈液态，可与铁粉反应
④W的原子序数比Z的大9
A．只有③ B．①②
C．①②③ D．①②③④
二、由元素及其化合物的性质推断
　 [知识贮备]
(1)形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素：C。
(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。
(3)地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。
(4)单质最轻的元素：H；最轻的金属单质：Li。
(5)单质在常温下呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。
(6)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Al。
(7)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能起化合反应的元素：N；能 起氧化还原反应的元素：S。
(8)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。
[解题方法]
准确把握元素及其化合物性质，使元素推断变的轻松，快捷。
【例7】X、Y、Z为同一短周期中的元素，其原子半径依次减小，它们的最高价氧化物对应水化物之间，任意两种混合均可反应，M为Y、Z形成的化合物，其溶液显酸性。下列说法正确的是 (　　)
A．其简单离子的半径依次增大
B．将M溶液加热蒸干并灼烧，最后可得Y的氧化物
C．X燃烧的产物中只含离子键
D．将少量X单质投入到M溶液中，会置换出Y单质
【例8】　A、B、C、D、E都是元素周期表中前20号元素，原子序数依次增大，A是地壳中含量最高的元素，B、C、D同周期，E和其他元素既不在同周期也不在同主族，D的氢化物和最高价氧化物对应的水化物均为强酸，且B、C、D的最高价氧化物对应的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水。据此回答下列问题：
(1)A和D的氢化物中，沸点较低的是________(选“A”或“D”)。
(2)元素C在元素周期表中的位置是________，B的最高价氧化物对应的水化物的电子式为________。
(3)A、D、E可以形成多种盐，其中一种盐中A、D、E三种元素的原子个数比为2∶2∶1，该盐的名称为________。它的水溶液与D的氢化物的水溶液反应可生成D的单质，该反应的离子方程式为________________。
三、综合利用“位”、“构”、“性”关系推断
[知识贮备]
1．“位、构、性”三者之间的关系
2．推断元素的常用思路
根据原子结构、元素周期表的知识及已知条件，可推算原子序数，判断元素在周期表中的位置等，基本思路如下：
【例9】　短周期元素甲、乙、丙、丁、戊五种元素在元素周期表中的位置如下图所示，其中戊是同周期中原子半径最小的元素。下列有关判断正确的是 (　　)
甲 乙 丙
丁 戊
A.最外层电子数：甲>乙>丙>丁>戊
B．简单离子的离子半径：丙<乙<戊<丁
C．含有丁元素的酸有多种
D．乙的氢化物多种多样，丙、丁、戊的氢化物各有一种
【例10】　下表是元素周期表中的一部分，表中所列字母分别代表一种化学元素，请回答下列问题：
(1)写出j在周期表中的位置__________。
(2)o、i、p三种元素之间能以原子个数之比1∶1两两形成互化物，这些互化物的性质类似于这些元素单质的性质。请写出i、p的互化物与f、l形成的化合物等物质的量反应时的化学方程式：_____________________________________________________________。
(3)假设NH是“元素NH4”的阳离子，则“元素NH4”在周期表中的位置应该是______________；NH4的碳酸盐应________(填“易”或“不易”)溶于水。
1．(2011·新课标全国卷，13)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是 (　　)
A．元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构
B．元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种
C．元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成
D．元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
2．(2010·广东理综，10)短周期金属元素甲～戊在元素周期表中的相对位置如下表所示。下列判断正确的是 (　　)
甲 乙
丙 丁 戊
A.原子半径：丙＜丁＜戊 B．金属性：甲＞丙
C．氢氧化物碱性：丙＞丁＞戊 D．最外层电子数：甲＞乙
3．(2009·北京理综，7)W、X、Y、Z均为短周期元素，W的最外层电子数与核外电子总数之比为7∶17；X与W同主族；Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半；含Z元素的物质焰色反应为黄色。下列判断正确的是 (　　)
A．金属性：Y>Z
B．氢化物的沸点：X>W
C．离子的还原性：X>W
D．原子及离子半径：Z>Y>X
4．(2010·山东理综，11)下列说法正确的是 (　　)
A．形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力
B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性均依次减弱
C．第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强
D．元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果
5．(2010·全国理综Ⅱ，12)短周期元素W、X、 Y、 Z的原子序数依次增大，且W、X、 Y＋、 Z的最外层电子数与其电子层数的比值依次为2、3、 4、 2(不考虑零族元素)。下列关于这些元素的叙述错误的是 (　　)
A．X和其他三种元素均可形成至少2种二元化合物
B．W和X、Z两种元素分别形成的二元化合物中，均有直线形分子
C．W、X和Y三种元素可以形成碱性化合物
D．Z和其他三种元素形成的二元化合物，其水溶液均呈酸性
6．(2009·山东理综，11)元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。下列说法正确的是 (　　)
A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性
B．第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数
C．短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构
D．同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同
7．(2009·江苏，8)X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一主族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是 (　　)
A．元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子，其半径依次增大
B．元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2
C．元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性：XmY＞XmR
D．元素W、R的最高价氧化物对应的水化物都是强酸
8．(2009·海南，10)门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素尚未发现，但他为第四周期的三种元素留下了空位，并对它们的一些性质做了预测，X是其中的一种“类硅”元素，后来被德国化学家文克勒发现，并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律，下列有关X性质的描述中错误的是 (　　)
A．X单质不易与水反应
B．XO2可被碳或氢还原为X
C．XCl4的沸点比SiCl4的高
D．XH4的稳定性比SiH4的高
9．(2009·广东，11)元素X、Y、Z原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是 (　　)
A．同周期元素中X的金属性最强
B．原子半径X＞Y，离子半径X＋＞Z2－
C．同族元素中Z的氢化物稳定性最高
D．同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强
10．(2011·北京理综，25)在温度t1和t2下，X2(g)和H2反应生成HX的平衡常数如下表：
化学方程式 K(t1) K(t2)
F2＋H2??2HF 1.8×1036 1.9×1032
Cl2＋H2??2HCl 9.7×1012 4.2×1011
Br2＋H2??2HBr 5.6×107 9.3×106
I2＋H2??2HI 43 34
(1)已知t2>t1，HX的生成反应是____________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)HX的电子式是__________。
(3)共价键的极性随共用电子对偏移程度的增大而增强，HX共价键的极性由强到弱的顺序是______________。
(4)X2都能与H2反应生成HX，用原子结构解释原因：______________________________
________________________________________________________________________。
(5)K的变化体现出X2化学性质的递变性，用原子结构解释原因：____________________，
原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。
(6)仅依据K的变化，可以推断出：随着卤素原子核电荷数的增加，________(选填字母)。
a．在相同条件下，平衡时X2的转化率逐渐降低
b．X2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱
c．HX的还原性逐渐减弱
d．HX的稳定性逐渐减弱
11．(2009·天津理综，7节选)下表为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑧在表中的位置，用化学用语回答下列问题：
(1)④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序是_____________________________________。
(2)②、③、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是___________________________。
(3)①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物，写出其中一种化合物的电子式：_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)由表中两种元素的原子按1∶1组成的常见液态化合物的稀溶液易被催化分解，可使用的催化剂为(填序号)________。
a．MnO2 b．FeCl3 c．Na2SO3 d．KMnO4
12．(2009·福建理综，23)短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位
置如右图所示，其中T所处
的周期序数与主族序数相等，请回答下列问题：
(1)T的原子结构示意图为______________。
(2)元素的非金属性顺序为(原子的得电子能力)：Q______W(填“强于”或“弱于”)。
(3)W的单质与其最高价氧化物的水化物的浓溶液共热能发生反应，生成两种物质，其中一种是气体，反应的化学方程式为______________________________________________。
(4)原子序数比R多1的元素的一种氢化物能分解为它的另一种氢化物，此分解反应的化学方程式是_________________________________________________________________。
(5)R有多种氧化物，其中甲的相对分子质量最小。在一定条件下，2 L的甲气体与0.5 L的氧气相混合，若该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留，所生成的R的含氧酸盐的化学式是____________。
(6)在298 K下，Q、T的单质各1 mol完全燃烧，分别放出热量a kJ和b kJ。又知一定条件下，T的单质能将Q从它的最高价氧化物中置换出来，若此置换反应生成3 mol Q的单质，则该反应在298 K下的ΔH＝________________(注：题中所设单质均为最稳定单质)。
大题冲关滚动练之五——元素推断题
1． X、Y、Z、W均为短周期元素组成的物质，它们之间有如图所示转化关系：
请你从所学的知识出发，归纳出四组符合上述要求的X、Y、Z、W的组合。
X Y Z W 备注
(1) W为单质
(2) W为酸
(3) W为碱
(4) W为氧化物
2．(2010·全国理综Ⅱ，28)A、B、C、D、E、F、G、H和I是中学化学中常见的气体，它们均由短周期元素组成，具有如下性质：
①A、B、E、F、G能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，I能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C、D、H不能使湿润的石蕊试纸变色；
②A和I相遇产生白色烟雾；
③B和E都能使品红溶液褪色；
④将红热的铜丝放入装有B的瓶中，瓶内充满棕黄色的烟；
⑤将点燃的镁条放入装有F的瓶中，镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，瓶内壁附着黑色颗粒；
⑥C和D相遇生成红棕色气体；
⑦G在D中燃烧可以产生E和H2O；
⑧将B和H在瓶中混合后于亮处放置几分钟，瓶内壁出现油状液滴并产生A。
回答下列问题：
(1)A的化学式是______，②中烟雾的化学式是___________________________________；
(2)④中发生反应的化学方程式是_______________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)⑤中发生反应的化学方程式是______________________________________________
________________________________________________________________________；
(4)C的化学式是________，D的化学式是________；
(5)⑦中发生反应的化学方程式是_______________________________________________
________________________________________________________________________；
(6)H的化学式是__________。
3．X、Y、Z三种短周期元素，它们的原子序数之和等于16，X2、Y2、Z2在常温下都是无色气体，它们均为工业合成某化工产品的重要原料，其流程如下：
已知：①一定条件下，X2与Y2能反应生成A，X2与Z2能反应生成B；
②B和C分子均为常见的10电子微粒。
请回答下列问题：
(1)X元素在周期表中的位置是________________________________________________。
(2)X2与Z2可制成新型化学电源(KOH溶液作电解质溶液)，两个电极均由多孔石墨制成，通入的气体在电极表面放电，负极电极反应式为__________________________________。
(3)化合物B吸收C后形成的溶液pH　　　7(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是(用离子方程式表示)
________________________________________________________________________。
(4)写出由C生成A和B的化学方程式___________________________________________
________________________________________________________________________。
4．现有3种化合物A、B、C均含短周期元素R，其转化关系如下图所示。
ABC
(1)若A由第三周期2种元素组成。常温下，0.1 mol·L－1 X溶液的pH＝13，则R在周期表中的位置是____________，X中阴离子的电子式是______________，B转化为C的离子方程式是_________________________________________________________________。
(2)若常温下A、B、C、X均为气态物质，1 mol A中含有共价键的数约为1.806×1024，X 为单质，A与X反应生成B的化学方程式是_______________________________________；
在一定条件下，A与C反应可消除C对大气的污染，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
5．今有原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。已知A、C、F三原子的最外层共有11个电子，这三种元素的最高价氧化物的水化物之间两两皆能反应且均生成盐和水。D和E各有如下表所示的电子层结构。在一般情况下，B元素的单质不能与A、C、D、E元素的单质化合。
元素 最外层电子数 次外层电子数
D x x＋4
E x＋1 x＋4
按要求填空：
(1)各元素的元素符号分别为C__________，E____________________________________，
D和E两者的氢化物稳定性较强的是____________(填化学式)。
(2)工业上制取单质D的化学方程式为___________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)A与C两元素的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为_________________。
(4)E与F形成E的最高价化合物，0.25 mol该固体物质与足量水充分反应，最终生成两种酸，并放出a kJ的热量。写出该反应的热化学方程式：_______________________________
________________________________________________________________________。
6．五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A、B、C三种元素原子核外电子层数之和是5。A、B两元素原子最外层电子数之和等于C元素原子最外层电子数；B元素原子最外层上的电子数是其电子层数的2倍，A和C可以形成化合物CA3；B与D的原子序数之比为3∶4；E元素原子最外层电子数比次外层电子数少1。请回答：
(1)由A、B两种元素组成的分子有多种，其中一种分子含10个电子，写出其电子式______________。
(2)化合物甲由A、B、C、D四种元素组成，既可以与盐酸反应又可以与NaOH溶液反应，且甲为无机盐，其化学式为____________。
(3)由A、C、E三种元素组成的化合物C2A6E2是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似。写出该化合物第一步水解的离子反应方程式_____________________________________________________________________。
(4)胶态磁流体在医学上有重要的用途，而纳米级Fe3O4是磁流体中的重要粒子，其制备过程可简单表示如下：
①将化合物CA3通入等物质的量的FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液中，生成两种碱，写出该反应过程中的总离子方程式__________________________________________________
________________________________________________________________________。
②上述反应生成的两种碱继续作用得到Fe3O4，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
7．甲、乙、丙、丁是4种短周期元素，它们的原子序数依次增大，其中甲和丙、乙和丁分别是同主族元素，又知乙、丁两元素的原子核中质子数之和是甲、丙两元素的原子核中质子数之和的2倍，甲元素的一种核素核内无中子。
(1)丙、丁组成的常见化合物，其水溶液呈碱性，原因是
________________________________________________________________________
(用离子方程式表示)；
写出两种均含甲、乙、丙、丁四种元素的化合物相互间发生反应，且生成气体的离子方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)丁的单质能跟丙的最高价氧化物的水化物的浓溶液发生氧化还原反应，生成的两种正盐的水溶液均呈碱性，写出该氧化还原反应的离子方程式____________________________
________________________________________________________________________。
(3)甲、乙、丁可形成A、B两种微粒，它们均为－1价双原子阴离子，且A有18个电子，B有10个电子，则A与B反应的离子方程式为____________________________________。
(4)4.0 g丁单质在足量的乙单质中完全燃烧放出37.0 kJ热量，写出其热化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
【例1】　C　【例2】　C　【例3】　B
【例4】　D　
【例5】　D　
【例6】　C　
【例7】　B　
【例8】　(1)D　(2)第三周期第ⅢA族
(3)次氯酸钙　ClO－＋2H＋＋Cl－===Cl2↑＋H2O
【例9】　C
【例10】　(1)第四周期第Ⅷ族　(2)2BrCl＋2NaI===Br2＋I2＋2NaCl
(3)第三周期第ⅠA族　易
真题重组·规范集训
1．A　2.C　3.B　4.D　5.D　6.B　7.C
8．D　9.B
10．(1)放热　(2)
(3)HF、HCl、HBr、HI
(4)卤素原子的最外层电子数均为7，易得电子　(5)同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多　(6)ad
11．(1)Na>Al>O　(2)HNO3>H2CO3>H2SiO3　(3) 或
(4)ab
12．(1)　(2)弱于
(3)S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O
(4)2H2O22H2O＋O2↑(或其他合理答案)
(5)NaNO2　(6)(3a－4b) kJ·mol－1
答案
1.
X Y Z W
(1) C CO CO2 O2
(2) Na2CO3 NaHCO3 CO2 HCl
(3) AlCl3 Al(OH)3 NaAlO2 NaOH
(4) NaOH Na2CO3 NaHCO3 CO2
2．(1)HCl　NH4Cl　(2)Cu＋Cl2CuCl2
(3)2Mg＋CO22MgO＋C　(4)NO　O2
(5)2H2S＋3O22H2O＋2SO2
(6)CH4(其他合理答案也给分)
3．(1)第二周期第ⅥA族
(2)H2＋2OH－－2e－===2H2O
(3)大于　NH3·H2O??NH＋4＋OH－(或NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋4＋OH－)
(4)4NH3＋5O24NO＋6H2O
4．(1)第三周期第ⅢA族　[H]－
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(2)4NH3＋5O24NO＋6H2O
8NH3＋6NO27N2＋12H2O
5．(1)Al　P　PH3
(2)SiO2＋2CSi＋2CO↑
(3)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(4)PCl5(s)＋4H2O(l)===H3PO4(aq)＋5HCl(aq)　ΔH＝－4a kJ·mol－1
6．(1)HC, H
(2)NH4HCO3或(NH4)2CO3
(3)N2H2＋6＋H2O??[N2H5·H2O]＋＋H＋
(4)①Fe2＋＋2Fe3＋＋8NH3＋8H2O===Fe(OH)2↓＋2Fe(OH)3↓＋8NH＋4
②Fe(OH)2＋2Fe(OH)3===Fe3O4＋4H2O
7．(1)S2－＋H2O??HS－＋OH－　HSO＋H＋===SO2↑＋H2O
(2)3S＋6OH－===2S2－＋SO2－3＋3H2O
(3)HS－＋OH－===S2－＋H2O
(4)S(s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH＝－296.0 kJ·mol－1
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- 12 -专题讲座一　化学计算中的几种常见数学思想
1．差量法
(1)差量法的应用原理
差量法是指根据化学反应前后物质的量发生的变化，找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题是先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟差量(实际差量)列成比例，然后求解。如：
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1　Δm(固)，Δn(气)，ΔV(气)
2 mol　 1 mol　　2 mol　　221 kJ　　　　　 　　　 24 g 　1 mol　22.4 L(标况)
(2)使用差量法的注意事项
①所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。
②有关物质的物理量及其单位都要正确地使用。
(3)差量法的类型及应用
①质量差法
【例1】　为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是 (　　)
　 A. B.
C. D.
　 ②物质的量差法
【例2】　白色固体PCl5受热即挥发并发生分解：PCl5(g)??PCl3(g)＋Cl2(g)。现将5.84 g PCl5装入2.05 L真空密闭容器中，在277 ℃达到平衡，容器内压强为1.01×105 Pa，经计算可知平衡时容器内混合气体的物质的量为0.05 mol，求平衡时PCl5的分解率。
　 ③体积差法
【例3】　(2011·四川理综，12)25 ℃和101 kPa时，乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32 mL与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了72 mL，原混合烃中乙炔的体积分数为 (　　)
A．12.5% B．25% C．50% D．75%
2．极值法
(1)极值法的含义
极值法是采用极限思维方式解决一些模糊问题的解题技巧。它是将题设构造为问题的两个极端，然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的量值，进行判断分析，求得结果。故也称为极端假设法。
(2)极值法解题的基本思路：
①把可逆反应假设成向左或向右进行的完全反应。
②把混合物假设成纯净物。
③把平行反应分别假设成单一反应。
(3)极值法解题的关键
紧扣题设的可能趋势，选好极端假设的落点。
【例4】　将总物质的量为n mol的钠和铝的混合物(其中钠的物质的量分数为x)，投入一定量的水中充分反应，金属没有剩余，共收集到标准状况下的气体V L。下列关系式中正确的是 (　　)
A．x＝V/(11.2n) B．0C．V＝33.6n(1－x) D．11.2n【例5】　在含有a g HNO3的稀硝酸中，加入b g铁粉充分反应，铁全部溶解并生成NO，有 g HNO3被还原，则a∶b不可能为 (　　)
A．2∶1 B．3∶1 C．4∶1 D．9∶2
3．平均值规律及应用
(1)依据：若XA>XB ，则XA>>XB，代表平均相对原子(分子)质量、平均浓度、平均含量、平均生成量、平均消耗量等。
(2)应用：已知可以确定XA、XB的范围；或已知XA、XB可以确定的范围。
解题的关键是要通过平均值确定范围，很多考题的平均值需要根据条件先确定下来再作出判断。实际上，它是极值法的延伸。
【例6】　两种金属混合物共15 g，投入足量的盐酸中，充分反应后得到11.2 L H2(标准状况)，则原混合物的组成肯定不可能为 (　　)
A．Mg和Ag B．Zn和Cu
C．Al和Zn D．Al和Cu
【例7】　实验室将9 g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18 g，则该氧化物粉末可能是 (　　)
①Fe2O3和MnO2 ②MnO2和V2O5
③Cr2O3和V2O5 ④Fe3O4和FeO
A．①② B．②④ C．①④ D．②③
4．整体思维法(终态法)
整体思维抛开事物之间复杂的变化关系，从整体认识把握事物之间联系规律，具有化繁为简，快速解题的功效，能较好的锻炼学生思维的全面性、灵活性，因此高考无论在选择还是综合性题目中经常有意设置。
【例8】　在铁和氧化铁混合物15 g中，加入稀硫酸150 mL，能放出H2 1.68 L(标准状况)。同时铁和氧化铁均无剩余，向反应后的溶液中滴入KSCN溶液，未见颜色变化。为了中和过量的H2SO4，且使Fe2＋完全转化成Fe(OH)2，共消耗3 mol·L－1的NaOH溶液200 mL，则原硫酸的物质的量浓度是 (　　)
A．1.5 mol·L－1 B．2 mol·L－1
C．2.5 mol·L－1 D．3 mol·L－1
1．标准状况下，一个装满氯气的容器的质量为74.6 g，若装满氮气时总质量为66 g，则此容器的容积是 (　　)
A．22.4 L B．44.8 L C．11.2 L D．4.48 L
2．标准状况下，6.72 L NO2通过水后，收集到5.04 L气体，则被氧化的NO2的体积是
(　　)
A．1.68 L B．2.52 L C．0.56 L D．1.12 L
3．把氯气通入浓氨水中，会立即发生下列反应：3Cl2＋8NH3·H2O===6NH4Cl＋N2＋8H2O。在标准状况下，把1.12 L Cl2、N2的混合气体(90% Cl2和10% N2，均为体积分数)通过浓氨水，实验测得逸出气体体积为0.672 L(其中有50% Cl2和50% N2)，此反应中被氧化的NH3的质量为 (　　)
A．3.4 g B．0.34 g C．1.36 g D．4.48 g
4．取3.5 g某二价金属的单质投入50 g溶质质量分数为18.25%的稀盐酸中，反应结束后，金属仍有剩余；若取2.5 g该金属投入相同质量、相同质量分数的稀盐酸中，等反应结束后，加入该金属还可以反应。该金属的相对原子质量为 (　　)
A．24 B．40 C．56 D．65
5．1.40 g含有碱金属(M)及其氧化物(M2O)的混合物，与水反应生成1.79 g碱，求混合物的成分及其组成。
6．铜和镁的合金4.6 g完全溶于浓硝酸，若反应后硝酸被还原只产生4 480 mL的NO2气体和336 mL的N2O4气体(都已折算到标准状况)，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为 (　　)
A．9.02 g B．8.51 g C．8.26 g D．7.04g
7．将0.34 g Cu和CuO的混合物加入约2 mol·L－1浓硫酸中，并加热使其完全溶解，然后用NaOH溶液中和过量硫酸，再用水稀释到0.5 L，加入纯铁粉1.85 g，反应后过滤、干燥，得不溶物1.89 g。求置换出的铜的质量及原混合物中铜的质量分数。
答案
【例1】　A　
【例2】　78.6%
【例3】　B
【例4】　D　
【例5】　A　
【例6】　B　
【例7】　C　
【例8】　B　
1．D　
2．A　
3．B　
4．A　
5．混合物由碱金属K及其氧化物K2O组成，K的质量约为0.498 g，K2O的质量约为0.902 g。
6．B　
7．置换出的铜的质量为0.32 g，原混合物中铜的质量分数约为70.59%。
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- 3 -专题讲座十一 离子浓度的大小比较
一、熟悉两大理论，构建思维基点
1．电离理论
(1)弱电解质的电离是微弱的，电离产生的微粒都非常少，同时还要考虑水的电离，如氨水溶液中：NH3·H2O、NH、OH－浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(NH)。
(2)多元弱酸的电离是分步进行的，其主要是第一级电离(第一步电离程度远大于第二步电离)。如在H2S溶液中：H2S、HS－、S2－、H＋的浓度大小关系是c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－)。
2．水解理论
(1)弱电解质离子的水解损失是微量的(双水解除外)，但由于水的电离，故水解后酸性溶液中c(H＋)或碱性溶液中c(OH－)总是大于水解产生的弱电解质溶液的浓度。如NH4Cl溶液中：NH、Cl－、NH3·H2O、H＋的浓度大小关系是c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(NH3·H2O)。
(2)多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的，其主要是第一步水解，如在Na2CO3溶液中：CO、HCO、H2CO3的浓度大小关系应是c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。
二、把握3种守恒，明确等量关系
1．电荷守恒规律
电解质溶液中，无论存在多少种离子，溶液都是呈电中性，即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。如NaHCO3溶液中存在着Na＋、H＋、HCO、CO、OH－，存在如下关系：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋c(OH－)＋2c(CO)。
2．物料守恒规律
电解质溶液中，由于某些离子能够水解，离子种类增多，但元素总是守恒的。如K2S溶液中S2－、HS－都能水解，故S元素以S2－、HS－、H2S三种形式存在，它们之间有如下守恒关系：c(K＋)＝2c(S2－)＋2c(HS－)＋2c(H2S)。
3．质子守恒规律
如Na2S水溶液中的质子转移作用图示如下：
由图可得Na2S水溶液中质子守恒式可表示：c(H3O＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)或c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)。质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。
三、理清一条思路，掌握分析方法
四、典例导悟，分类突破
1．单一盐溶液
【例1】　对下列各溶液中，微粒的物质的量浓度关系表述正确的是 (　　)
A．0.1 mol·L－1的(NH4)2CO3溶液中：c(CO)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)
B．0.1 mol·L－1的NaHCO3溶液中：c(Na＋)＝c(HCO)＋c(H2CO3)＋2c(CO)
C．将0.2 mol·L－1 NaA溶液和0.1 mol·L－1盐酸等体积混合所得碱性溶液中：c(Na＋)＋c(H
＋)＝c(A－)＋c(Cl－)
D．在25 ℃时，1 mol·L－1的CH3COONa溶液中：c(OH－)＝c(H＋)＋c(CH3COOH)
【例2】　硫酸铵溶液中离子浓度关系不正确的是 (　　)
A．c(NH)>c(SO)>c(H＋)>c(OH－)
B．c(NH)＝2c(SO)
C．c(NH)＋c(NH3·H2O)＝2c(SO)
D．c(NH)＋c(H＋)＝c(OH－)＋2c(SO)
2．酸碱中和型
(1)恰好中和型
【例3】　在10 mol 0.1 mol·L－1 NaOH溶液中加入同体积、同浓度的HAc溶液，反应后溶液中各微粒的浓度关系错误的是 (　　)
A．c(Na＋)>c(Ac－)>c(H＋)>c(OH－)
B．c(Na＋)>c(Ac－)>c(OH－)>c(H＋)
C．c(Na＋)＝c(Ac－)＋c(HAc)
D．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(Ac－)＋c(OH－)
(2)反应过量型
【例4】　在25 ℃时，将pH＝11的NaOH溶液与pH＝3的CH3COOH溶液等体积混合后，下列关系式中正确的是 (　　)
A．c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)
B．c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)
C．c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)
D．c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)
【例5】　25 ℃时，将稀氨水逐滴加入到稀硫酸中，当溶液的pH＝7时，下列关系正确的是 (　　)
A．c(NH)＝c(SO)
B．c(NH)>c(SO)
C．c(NH)D．c(OH－)＋c(SO)＝c(H＋)＋c(NH)
3．盐与酸(碱)混合型
【例6】　用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配成1 L混合溶液，已知其中c(CH3COO－)>c(Na＋)，对该溶液的下列判断正确的是 (　　)
A．c(H＋)>c(OH－)
B．c(CH3COO－)＝0.1 mol·L－1
C．c(CH3COOH)>c(CH3COO－)
D．c(CH3COO－)＋c(OH－)＝0.1 mol·L－1
【例7】　将0.2 mol·L－1 NaHCO3溶液与0.1 mol·L－1 KOH溶液等体积混合，下列关系正确的是 (　　)
A．2c(K＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(H2CO3)
B．c(Na＋)>c(K＋)>c(HCO)>c(CO)>c(OH－)>c(H＋)
C．c(OH－)＋c(CO)＝c(H＋)＋c(H2CO3)＋0.1 mol·L－1
D．3c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO)＋2c(CO)
4．不同物质同种离子浓度的比较
【例8】　相同温度下等物质的量浓度的下列溶液中，pH值最小的是 (　　)
　A．NH4Cl B．NH4HCO3
C．NH4HSO4 D．(NH4)2SO4
【例9】　(2010·四川理综，10)有关①100 mL 0.1 mol·L－1 NaHCO3、②100 mL 0.1 mol·L－1 Na2CO3两种溶液的叙述不正确的是 (　　)
A．溶液中水电离出的H＋个数：②>①
B．溶液中阴离子的物质的量浓度之和：②>①
C．①溶液中：c(CO)>c(H2CO3)
D．②溶液中：c(HCO)>c(H2CO3)
专题讲座十一——离子浓度的大小比较
1．下列关于电解质溶液的叙述正确的是 (　　)
A．常温下，在pH＝7的醋酸钠和醋酸混合溶液中，c(CH3COO－)>c(Na＋)
B．稀释醋酸溶液，溶液中所有离子的浓度均降低
C．在pH＝5的氯化钠和稀硝酸的混合溶液中，c(Na＋)＝c(Cl－)
D．在0.1 mol·L－1的硫化钠溶液中，c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋c(H2S)
2．(2010·上海，16)下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是 (　　)
A．氨水与氯化铵的pH＝7的混合溶液中：c(Cl－)>c(NH)
B．pH＝2的一元酸和pH＝12的一元强碱等体积混合：c(OH－)＝c(H＋)
C．0.1 mol·L－1的硫酸铵溶液中：c(NH)>c(SO)>c(H＋)
D．0.1 mol·L－1的硫化钠溶液中：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋c(H2S)
3．(2009·安徽理综，13)向体积为Va的0.05 mol·L－1 CH3COOH溶液中加入体积为Vb的0.05 mol·L－1 KOH溶液，下列关系错误的是 (　　)
A．Va>Vb时：c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)>c(K＋)
B．Va＝Vb时：c(CH3COOH)＋c(H＋)＝c(OH－)
C．Vac(K＋)>c(OH－)>c(H＋)
D．Va与Vb任意比时：c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)
4．将pH＝2的盐酸和pH＝12的氨水等体积混合后，在所得的混合溶液中，下列关系式正确的是 (　　)
A．c(Cl－)>c(NH)>c(OH－)>c(H＋)
B．c(NH)>c(Cl－)>c(H＋)>c(OH－)
C．c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)
D．c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)
5．下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是 (　　)
A．pH相等的①NH4Cl　②(NH4)2SO4　③NH4HSO4溶液：c(NH)大小顺序为①>②>③
B．pH相等的NaF与CH3COOK溶液：[c(Na＋)－c(F－)]>[c(K＋)－c(CH3COO－)]
C．0.2 mol·L－1的Na2CO3溶液：c(OH－)＝c(HCO)＋c(H＋)＋c(H2CO3)
D．0.2 mol·L－1 HCl与0.1 mol·L－1 NaAlO2溶液等体积混合：c(Cl－)>c(Na＋)>c(Al3＋)>c(H
＋)>c(OH－)
6．下列有关判断正确的是 (　　)
A．氨水加水稀释，增大
B．若酸性HA>HB，则含等物质的量的NaA和NaB的混合溶液中有c(OH－)>c(A－)>c(B
－)>c(H＋)
C．在含等物质的量的碳酸氢钠和碳酸钠的混合液中有3c(Na＋)＝2c(HCO)＋2c(H2CO3)
＋2c(CO)
D．25 ℃时，向一定量醋酸溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，溶液的pH不会小于7
7．已知常温下CH3COOH的电离平衡常数为K。该温度下向20 mL 0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1 NaOH溶液，
其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。下列说法中不正确的是 (　　)
A．a点表示的溶液中c(CH3COO－)略小于10－3 mol·L－1
B．b点表示的溶液中c(CH3COO－)>c(Na＋)
C．c点表示CH3COOH和NaOH恰好反应完全
D．b、d点表示的溶液中均等于K
8．下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是 (　　)
①在0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中：c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>c(H2CO3)
②在0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中：c(OH－)－c(H＋)＝c(HCO)＋2c(H2CO3)
③向0.2 mol·L－1 NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol·L－1 NaOH溶液：c(CO)>c(HCO)>c(OH－)>c(H＋)
④常温下，CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH＝7，c(Na＋)＝0.1 mol·L－1]：c(Na＋)＝c(CH3COO－)>c(CH3COOH)>c(H＋)＝c(OH－)
　A．①④ B．②④ C．①③ D．②③
9．25 ℃时，某浓度的氯化铵溶液的pH＝4，下列叙述中不正确的是 (　　)
A．溶液中的c(OH－)＝1×10－10 mol·L－1
B．溶液中的c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)
C．溶液中的c(H＋)＋c(NH)＝c(Cl－)＋c(OH－)
D．溶液中的c(NH3·H2O)＝c(NH)
10．将0.1 mol·L－1的醋酸钠溶液20 mL与0.1 mol·L－1盐酸 10 mL 混合后，溶液显酸性，则溶液中有关粒子的浓度关系正确的是 (　　)
A．c(CH3COO－)＞c(Cl－)＞c(H＋)＞c(CH3COOH)
B．c(CH3COO－)＞c(Cl－)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)
C．c(CH3COO－)＝c(Cl－)＞c(H＋)＞c(CH3COOH)
D．c(Na＋)＋c(H＋)>c(CH3COO－)＋c(Cl－)＋c(OH－)
11．对于0.1 mol·L－1的Na2S溶液，下列判断正确的是 (　　)
A．溶液中阴离子浓度的大小顺序：c(S2－)>c(OH－)>c(HS－)
B．c(Na＋)＝2c(S2－)＋c(OH－)＋c(HS－)
C．c(Na＋)＝c(S2－)＋c(HS－)
D．向溶液中加入少量NaOH固体，能促进水的电离
12．常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液浓度和混合所得溶液的pH如下表所示：
实验编号 c(HA)/ mol·L－1 c(NaOH)/ mol·L－1 混合液的pH
① 0.2 0.1 pH>7
② c 0.2 pH＝7
③ 0.1 0.1 pH＝9
下列说法中，不正确的是 (　　)
A．由实验①可知，HA为弱酸
B．实验①所得混合溶液：c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)
C．实验②所得混合溶液：c(Na＋)＝c(A－)
D．实验③所得混合溶液中由水电离出的OH－的浓度为1×10－9 mol·L－1
13.常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表：
实验编号 HA物质的量浓度(mol·L－1) NaOH物质的量浓度(mol·L－1) 混合溶液的pH
甲 0.2 0.2 pH＝a
乙 c1 0.2 pH＝7
丙 0.1 0.1 pH>7
丁 0.1 0.1 pH＝9
请回答下列问题：
(1)不考虑其他组的实验结果，单从甲组情况分析，如何用a(混合溶液的pH)来说明HA是强酸还是弱酸：_________________。
(2)不考虑其他组的实验结果，单从乙组情况分析，c1是否一定等于0.2？______(填“是”或“否”)。混合溶液中离子浓度c(A－)与c(Na＋)的大小关系是_______________________。
A．前者大 B．后者大
C．二者相等 D．无法判断
(3)从丙组实验结果分析，HA是______酸(填“强”或“弱”)。该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________________________________。
(4)丁组实验所得混合溶液中由水电离出的c(OH－)＝____________mol·L－1。写出该混合溶液中下列算式的精确结果(不能做近似计算，回答准确值，结果不一定要化简)：
c(Na＋)－c(A－)＝____________mol·L－1。
14．已知某溶液中只存在OH－、H＋、NH、Cl－四种离子，某同学推测其离子浓度大小顺序可能有如下四种关系：
①c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)
②c(NH)>c(OH－)>c(Cl－)>c(H＋)
③c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)
④c(Cl－)>c(H＋)>c(NH)>c(OH－)
填写下列空白：
(1)若溶液中只溶有一种溶质，则该溶质是________，上述四种离子浓度的大小顺序为__________________(填序号)。
(2)若四种离子的关系符合③，则溶质为__________；若四种离子的关系符合④，则溶质为__________。
(3)将pH相同的NH4Cl溶液和HCl溶液稀释相同的倍数，则下面图像正确的是________(填图像符号)。
(4)若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，则混合前c(HCl)______c(NH3·H2O)(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；混合前酸中c(H＋)和碱中c(OH－)的关系为c(H＋)______c(OH－)。
15．常温下，某溶液M中存在的离子有Na＋、A2－、HA－、H＋、OH－，存在的分子有H2O、H2A。根据题意回答下列问题：
(1)写出酸H2A的电离方程式：______________________
(2)若溶液M是由10 mL 2 mol·L－1NaHA溶液与2 mol·L－1NaOH溶液等体积混合而得到的，则溶液M的pH________7(填“>”、“<”或“＝”)，溶液中离子浓度由大到小的顺序为______________________。已知Ksp(BaA)＝1.8×10－10，向该混合溶液中加入10 mL 1 mol·L－1BaCl2溶液，混合后溶液中Ba2＋的浓度为________________mol·L－1。
(3)若溶液M分为下列三种情况：①0.01 mol·L－1的H2A溶液　②0.01 mol·L－1的NaHA溶液　③0.02 mol·L－1的HCl与0.04 mol·L－1的NaHA溶液等体积混合形成的混合液，则三种情况下溶液中H2A分子浓度最大的为________；pH由大到小的顺序为____。
(4)若溶液M是由pH＝3的H2A溶液V1 mL与pH＝11的NaOH溶液V2 mL混合反应得到的，混合溶液中c(H＋)/c(OH－)＝104，V1与V2的大小关系为______(填“大于”、“等于”、“小于”或“均有可能”)。
答案
【例1】　D　【例2】　B　【例3】　A　【例4】　D 【例5】　B　【例6】　A　
【例7】　D　【例8】　C　【例9】　C
课时规范训练
1．C　2.C　3.C　4.D　5.D　6.A　7.C　8.B
9．D　10．B　11．A　12．D　
13．(1)a＝7时，HA是强酸，a>7时，HA是弱酸
(2)否　C　(3)弱　c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)
(4)10－5　10－5－10－9
14．(1)NH4Cl　①　(2)NH4Cl和NH3·H2O　NH4Cl和HCl　(3)B　(4)小于　大于
15．(1)H2A??H＋＋HA－、HA－??H＋＋A2－　(2)>　c(Na＋)>c(A2－)>c(OH－)>c(HA－)>c(H＋)　5.4×10－10
(3)③　②>③>①
(4)均有可能
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- 8 -专题讲座五 气体的实验室制备、净化和收集
1．气体制备实验的基本过程
(1)气体制备实验装置一般包含以下几部分
―→―→―→
(2)气体制备的一般实验操作步骤
①组装(从下到上，从左到右)；②检验装置的气密性；③加入药品；④排尽装置内的空气；⑤验纯；⑥反应；⑦拆除装置。
2．气体发生装置
依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类：
(1)固体＋固体气体
发生装置：
制备气体：O2、NH3、CH4等
注意事项：①试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在试管口冷凝后倒流，而使试管破裂。
②铁夹应夹在距试管口1/3处。
③固体药品应平铺在试管底部。
④胶塞上的导管伸入试管里面不能过长，否则会影响气体导出。
⑤如用排水集气法收集气体，当停止制气时，应先从水槽中把导管撤出，然后再撤走酒精灯，防止水倒吸。
(2)固体＋液体或液体＋液体气体
发生装置：
　　
制备气体：Cl2、C2H4等
注意事项：①烧瓶应固定在铁架台上。②先把固体药品放入烧瓶中，再缓缓加入液体。③分液漏斗应盖上盖，注意盖上的凹槽对准分液漏斗颈部的小孔。④对烧瓶加热时要垫上石棉网。
(3)固体＋液体(不加热)―→气体
发生装置：
　
制备气体：H2、CO2、NO2、SO2、NO等
注意事项：①块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体，可用启普发生器制备，当制取气体的量不多时，也可采用简易装置。
②简易装置中长颈漏斗的下口应伸入液面以下，否则起不到液封作用而无法使用。
③加入块状固体药品的大小要适宜。
④加入液体的量要适当。
⑤最初使用时应待容器内原有的空气排净后，再收集气体。
⑥在导管口点燃氢气或其他可燃性气体时，必须先检验纯度。
3．气体的除杂方法
除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性、可燃性。除杂原则：(1)不损失主体气体，(2)不引入新的杂质气体，(3)在密闭装置内进行，(4)先除易除的气体。一般可从以下几个方面考虑：①易溶于水的杂质可用水吸收；②酸性杂质可用碱性物质吸收；③碱性杂质可用酸性物质吸收；④水分可用干燥剂吸收；⑤能与杂质反应生成沉淀或可溶性的物质，也可用作吸收剂。
【例1】　为下列各组气体选择合适的除杂试剂(括号内为杂质气体)
(1)含有HCl杂质的气体
①CO2(HCl)：_______________________________________________________________；
②SO2(HCl)：_______________________________________________________________
③Cl2(HCl)：________________________________________________________________
(2)中性气体中含有酸性杂质气体
①O2(Cl2)：__________________________________________________________________；
②CO(CO2)：________________________________________________________________
③NO(NO2)：________________________________________________________________；
(3)酸性气体中含有其他酸性杂质气体
CO2(SO2)：__________________________________________________________________；
(4)含有O2杂质的气体
①CO2(O2)：________________________________________________________________；
②N2(O2)：_________________________________________________________________。
(5)HCl(Cl2)：_______________________________________________________________。
4．气体净化与干燥的先后顺序
(1)若采用溶液除杂，应该是除杂在前，干燥在后。其原因是：气体除杂过程中会从溶液中带入水蒸气，干燥剂可除去水蒸气。如实验室中利用大理石与稀盐酸反应制备CO2，欲制得干燥、纯净的CO2，可先将产生的气体通过饱和NaHCO3溶液，除去混入其中的HCl气体，再通过浓硫酸除去水蒸气。
(2)若采用加热除杂，则一般是干燥在前。如N2中混有O2、CO2、H2O(g)，可先将混合气体通过碱石灰，除去CO2和H2O(g)，再将从干燥管中导出的气体通过装有灼热铜网的硬质玻璃管，除去O2，即可得到干燥、纯净的N2。若将混合气体先通过灼热的铜网，因气体中混有水蒸气，易使硬质玻璃管破裂。
【例2】　为制备干燥、纯净的CO2，将大理石和盐酸反应生成的气体先后通过装有下列物质的两个吸收装置，两个装置中应依次装入 (　　)
①饱和NaHCO3溶液；无水CaCl2固体
②饱和NaHCO3溶液；浓硫酸
③浓硫酸；饱和NaHCO3溶液
④饱和Na2CO3溶液；稀硫酸
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
5．气体的干燥
(1)选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反应。
①酸性干燥剂，如浓H2SO4、P2O5、硅胶等。一般用来干燥酸性或中性气体，而不能用来干燥碱性气体。
思考：下列气体中不能被浓H2SO4干燥的是哪些？为什么？
NH3、H2、CO、H2S、SO2、Cl2、CO2
提示　NH3因为显碱性而不能被浓H2SO4干燥，H2S因为强还原性而不能被浓H2SO4干燥。
②碱性干燥剂，如生石灰、固体NaOH、碱石灰等。碱性干燥剂不能干燥酸性气体，如碱石灰不能干燥Cl2、CO2、HCl等。
③中性干燥剂，如无水CaCl2。无水CaCl2呈中性，对各类气体一般均可干燥，但NH3能与其发生络合反应而不能使用，其反应方程式为CaCl2＋8NH3===CaCl2·8NH3。
(2)气体干燥净化装置
液态干燥剂 固态干燥剂 固态干燥剂 固体，加热
装置 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
常见干燥剂 浓H2SO4(酸性、强氧化性) 无水氯化钙(中性) 碱石灰(碱性) 除杂试剂Cu、CuO、Mg
当CO2中混有O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除O2，除杂试剂是Cu粉或Mg粉。
6．气体的收集
收集方法 收集气体的类型 收集装置 可收集的气体(举例)
排水法 难溶于水或微溶于水，又不与水反应的气体 O2、H2、Cl2(饱和NaCl溶液)、NO、CO2(饱和NaHCO3溶液)、CO
排空气法 向上排空气法 密度比空气大 Cl2、SO2、NO2、CO2
向下排空气法 密度小于空气 H2、NH3
7. 尾气的吸收
(1)用水吸收的是：HCl、NH3(注意防倒吸)。
(2)用烧碱溶液吸收的是：Cl2、SO2、NO2、H2S等。
(3)用燃烧的酒精灯可点燃除去的是：CO。
1．如图装置，将溶液A逐滴加入固体B中，下列叙述正确的是 (　　)
A．若A为浓盐酸，B为MnO2，C中盛品红溶液，则C中溶液褪色
B．若A为醋酸，B为贝壳，C中盛过量澄清石灰水，则C中溶液变浑浊
C．若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛AlCl3溶液，则C中先产生白色沉淀后沉淀又溶解
D．若A为浓硫酸，B为Na2SO3固体，C中盛石蕊试液，则C中溶液先变红后褪色
2．拟用下图装置制取表中的四种干燥纯净的气体(图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置已略去，必要时可以加热；a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂)。
气体 a b c d
C2H4 乙醇 浓H2SO4 NaOH溶液 浓H2SO
Cl2 浓盐酸 MnO2 NaOH溶液 浓H2SO4
NH3 饱和NH4Cl溶液 消石灰 H2O 固体NaOH
NO 稀HNO3 铜屑 H2O P2O5
(1)上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是____________________________________。
(2)指出不能用上述方法制取的气体，并说明理由(可以不填满)。
①气体________，理由是_____________________________________________________。
②气体________，理由是______________________________________________________。
③气体________，理由是______________________________________________________。
④气体________，理由是______________________________________________________。
3．某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。
请回答下列问题：
(1)装置F中发生反应的离子方程式：____________________________________________。
(2)装置A中的烧瓶内固体可选用　　　　(选填以下选项的代号)。
A．碱石灰　B．生石灰　C．二氧化硅　D．五氧化二磷
E．烧碱
(3)虚线框内应添加必要的除杂装置，请从上图的备选装置中选择，并将编号填入下列空格：B　　　　　，D_________________________________________________________，
E　　　　　。(均填编号)
(4)氯气和氨气在常温下相混就会反应生成氯化铵和氮气，装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，请设计实验方案鉴定该固体就是氯化铵：__________________________。
(5)从装置C的出气管口处逸出的尾气可能含有污染环境的气体，如何处理？_________。
答案
【例1】　(1)①饱和NaHCO3溶液　②饱和NaHSO3溶液　③饱和食盐水
(2)①NaOH溶液　②NaOH溶液　③H2O
(3)饱和NaHCO3溶液或酸性高锰酸钾溶液
(4)①灼热Cu　②灼热Cu
(5)CCl4
【例2】　A　
专题集训·能力提升
1．B　
2．(1)NO
(2)①C2H4　装置中没有温度计，无法控制反应温度　②Cl2　反应生成的Cl2被c中的NaOH溶液吸收了　③NH3　反应生成的NH3被c中的H2O吸收了
3．(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(2)A、B、E　(3)Ⅰ　Ⅱ　Ⅲ
(4)取一定量该固体加水溶解，将该溶液分成两份于试管中，向其中一份中加入NaOH溶液，加热，生成的气体能使红色石蕊试纸变红，说明含NH＋4；向另一份溶液中加入HNO3酸化，然后加入AgNO3，出现白色沉淀，说明含Cl－；通过上述现象即可证明该固体是氯化铵
(5)将尾气通入盛有NaOH溶液的烧杯中
尾气处
理装置
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- 6 -专题讲座四　无机化工流程题复习策略与解题方法指导
1．无机化工流程题的特点
无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题为指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。所以这类题成为近年来高考的必考题型。
这类题常呈现的形式：流程图、表格、图像
这类题常围绕以下几个知识点进行设问：
(1)反应速率与平衡理论的运用；
反应物颗粒大小：反应速率、原料的利用率等
温度：反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等
(2)氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写；
(3)利用控制pH分离除杂；
(4)化学反应的能量变化；
(5)实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等；
(6)流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用；
(7)环境保护与绿色化学评价。
2．工业生产流程主线
规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环
核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制
3．解答无机化工流程试题的程序
基本步骤：
①从题干中获取有用信息，了解生产的产品。②然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。③分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A、反应物是什么 B、发生了什么反应 C、该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用；抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。④从问题中获取信息，帮助解题。
解题思路：
明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步反应发生的条件以及得到的产物的物理或化学性质→结合基础理论与实际问题思考→注意答题的模式与要点
4．熟悉工业流程常见的操作与名词
工业流程题目在流程上一般分为3个过程：
→→
(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词
①加快反应速率
②溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等
水浸：与水接触反应或溶解
浸出：固体加水(酸)溶解得到离子
浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少(更多转化)
酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程
③灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解
④控制反应条件的方法
(2)分离提纯阶段的常见考点
①调pH值除杂
a．控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀
例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示
物质 开始沉淀 沉淀完全
Fe(OH)3 2.7 3.7
Fe(OH)2 7.6 9.6
Mn(OH)2 8.3 9.8
若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？
提示：先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH到3.7。
b．调节pH所需的物质一般应满足两点：
能与H＋反应，使溶液pH值增大；不引入新杂质。
例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。
②试剂除杂
③加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动
如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如：侯德榜制碱中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。
④降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动
⑤萃取
(3)获得产品阶段的常见考点：
①洗涤(冰水、热水)洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。
②蒸发、反应时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。
③蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量NaCl。
④蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO3。
⑤重结晶
(4)其他常见考点
①化学方程式　②实验仪器　③计算　④信息
5．注重答案的文字叙述规范
(1)洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次。
(2)从溶液中得到晶体：蒸发浓缩－冷却结晶－过滤－洗涤－干燥。
(3)在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去XX杂质”，只写“除杂”等一类万金油式的回答是不给分的。
(4)看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平。
6．热点题型探究
热点1　碱金属及其矿物的开发利用
【例1】　碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－和SO等杂质，提纯工艺流程如下：
已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示：
回答下列问题：
(1)滤渣的主要成分为________________________________________________________。
(2)“趁热过滤”的原因是____________________________________________________。
(3)若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是_____________________________(写出一种)。
(4)若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是___________________________。
(5)已知：Na2CO3·10H2O (s)===Na2CO3(s)＋10H2O(g)　　ΔH1＝＋532.36 kJ·mol－1
Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3·H2O(s)＋9H2O(g)　　ΔH2＝＋473.63 kJ·mol－1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式_____________________________________。
方法技巧　首尾分析法：对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙生产工序)试题，首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。关键在于认真对比分析原料与产品的组成，从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂质的基本原理和所采用的工艺生产措施。当把生产的主线弄清楚了，围绕生产主线所设计的系列问题也就可解答了。
迁移应用1 锂被誉为“金属味精”，以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β 锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下：
已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：
氢氧化物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2
开始沉淀pH 2．7 3．7 9．6
完全沉淀pH 3．7 4．7 11
②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表：
温度/℃ 0 10 20 50 75 100
Li2CO3的溶解度/g 1．539 1．406 1．329 1．181 0．866 0．728
请回答下列问题：
(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成：　　　　　　　。
(2)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是________________________________________________。
(3)写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式：____________________________________。
(4)反应Ⅳ生成Li2CO3沉淀，写出在实验室中得到Li2CO3沉淀的操作名称　　　　　，洗涤所得Li2CO3沉淀要使用　　　　　(选填“热水”或“冷水”)，你选择的理由是_____________________________________________________________________。
(5)电解熔融氯化锂生产锂时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是_____________。
热点2　镁、铝及其矿物的开发利用
【例2】　高纯氧化铝可用于制高压钠灯的陶瓷管。实验室制取高纯氧化铝的流程如下：
过氧化氢/氨水 硫酸铝溶液
　 　　
(1)“除杂”操作是加入适量过氧化氢，用氨水调节溶液的pH约为8.0，以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2＋。检验Fe2＋是否除尽的实验操作是________________________________。
(2)通常条件下Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，除杂后溶液中c(Fe3＋)约为______________。
(3)配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化，酸化的目的是______________。
(4)“结晶”操作中，母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层的结晶为止，冷却结晶，得到铵明矾(含结晶水)。母液不能蒸干的原因是____________________________________。
(5)“分离”操作名称是______(填字母代号)。
A．蒸馏　　　　 B．分液　　　　 C．过滤
(6)测定铵明矾组成的方法是：
a．称取0.453 0 g铵明矾样品，高温灼烧，得Al2O3固体0.102 0 g；
b．称取0.453 0 g铵明矾样品，用适量蒸馏水溶解，再加入稍过量的BaCl2溶液，经陈化、过滤、灰化，得BaSO4 0.465 9 g。
c．称取0.453 0 g铵明矾样品，加入足量的NaOH溶液，加热，将产生的气体依次通过碱石灰和浓硫酸，浓硫酸增重0.017 0 g。
则铵明矾的化学式为________________。
迁移应用2 镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na＋、Mg2＋、Cl－、Br－等)中模拟工业生产来提取镁，主要过程如下：
回答下列问题：
(1)工业上从盐卤中获取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是_______________。
(2)从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2 ，除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有　　　　溶液的烧杯中，充分搅拌后经　　　　、　　　(填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2。
(3)下图是该兴趣小组设计进行过程③的实验装置图：
其中装置A的作用是_________________________________________________________。
(4)写出过程④中发生反应的化学方程式_________________________________________。
热点3　铁、铜及其矿物的开发利用
【例3】　(2011·江苏，16)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)在一定条件下，SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，该反应的平衡常数表达式为K＝____________________；过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是_______________________________、
________________________________________________________________________。
(3)通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式为_______________________________；
该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为_____________________。
(写化学式)。
迁移应用3 工业上以废铜为原料经一系列化学反应可生产氯化亚铜(CuCl)，其工艺流程如下图所示：
试根据上图转化回答下列问题：
(1)工业生产Cl2时，尾气常用石灰乳吸收，而不用烧碱溶液吸收的原因是_____________。
(2)还原过程中的产物为Na[CuCl2]，试写出反应的化学方程式_______________________。制备中当氯化完成后必须经还原过程再制得CuCl，为什么不用一步法制得CuCl？(已知Cu2＋＋Cu＋2Cl－===2CuCl↓)_________________________________________________。
(3)还原过程中加入少量盐酸的作用是__________________________________________，加入NaCl且过量的原因是_____________________________________________________。
(4)合成结束后所得产品用酒精淋洗的目的是____________________________________。
(5)实验室中在CuCl2热溶液中通入SO2气体也可制备白色的CuCl沉淀，试写出该反应的离子方程式________________________________________________________________。
答案
【例1】　(1)Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3
(2)使析出的晶体为Na2CO3·H2O，防止因温度过低而析出Na2CO3·10H2O晶体，令后续的加热脱水耗时长
(3)用已预热的布氏漏斗趁热抽滤　(4)溶解时有大量沉淀生成，使Na2CO3损耗且产物Na2CO3中混有杂质；原因：“母液”中含有的离子有Ca2＋、Na＋、Cl－、SO2－4、OH－、CO2－3，当多次循环后，使得离子浓度不断增大，溶解时会生成CaSO4、Ca(OH)2、CaCO3等沉淀
(5)Na2CO3·H2O(s)===Na2CO3(s)＋H2O(g)　ΔH＝＋58.73 kJ·mol－1
迁移应用1　(1)Li2O·Al2O3·4SiO2
(2)除去反应Ⅰ中过量的H2SO4；控制pH，使Fe3＋、Al3＋完全沉淀　(3)Mg2＋＋2OH－= ==Mg(OH)2↓、Ca2＋＋CO2－3===CaCO3↓　(4)过滤　热水　Li2CO3在较高温度下溶解度小，用热水洗涤可减少Li2CO3的损耗　(5)加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成LiOH，受热分解生成Li2O，电解时产生O2(其他合理答案均可)
【例2】　(1)取样，加适量H2O2溶液，振荡，滴加KSCN溶液，若无明显现象，说明Fe2＋已除尽　(2)4.0×10－20 mol·L－1　(3)抑制Al3＋水解　(4)减少可溶性杂质的析出及Al3＋的水解　(5)C　(6)NH4Al(SO4)2·12H2O
迁移应用2　(1)石灰乳原料丰富，成本低
(2) MgCl2　过滤　洗涤
(3)制备干燥的HCl气体
(4) MgCl2(熔融)Mg ＋Cl2↑
【例3】　(1)
SO2＋NaOH===NaHSO3
(2)提高铁元素的浸出率　抑制Fe3＋水解
(3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ 　Cl2、HCl
迁移应用3　(1)石灰乳来源丰富，成本低，且反应结束后可得副产品漂白粉
(2)CuCl2＋2NaCl＋Cu===2Na[CuCl2]
CuCl沉淀沉积在Cu表面阻碍反应的进行
(3)防止Cu2＋水解　增大NaCl的浓度有利于生成更多的Na[CuCl2]，提高产率
(4)使CuCl尽快干燥，防止被空气氧化
(5)2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2O2CuCl↓＋4H＋＋SO2－4
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- 7 -专题讲座七 无机框图题的解答策略
1．题型特点
无机框图推断题集基本概念、基本理论及元素化合物知识于一体，具有考查知识面广、条件隐蔽性强、思维容量大、试题区分度高等特点，是高考命题专家的“宠儿”。该题型能较好地考查学生对所学知识进行重组、转换、迁移、解决实际问题的能力、逻辑推理能力和分析综合能力等。从历年高考考生答卷情况来看，无机框图推断题仍为考生的“软肋”。
在高三复习中抓住无机推断题，不仅能进一步加深元素及其化合物的有关知识，还能培养分析推理、观察思维、获取信息及综合应用的能力。
2．解题策略
无论推断题属于哪种形式，均遵循这样的推断思路：迅速浏览、整体扫描、产生印象、寻找“突破口”，突破点由点到面、随时检验，注意联系、大胆假设、全面分析(正推或逆推)，验证确认。解题的关键是仔细审题，依物质的特性或特征转化来确定“突破口”，顺藤摸瓜，进而完成全部未知物的推断。我们可以将推断题的解题方法及推理过程表示如下：
推断题结论―→验证
3．解题“突破口”
(1)物质的特殊颜色
相关知识：
①有色固体
a ．红色：Cu、Cu2O、Fe2O3；
b．红褐色：Fe(OH)3；
c．黄色：AgI、Ag3PO4；
d．淡黄色：S、Na2O2或AgBr；
e．蓝色：Cu(OH)2；
f．黑色：炭粉、CuO、FeO、FeS、CuS、Ag2S、PbS；
g．紫黑色：KMnO4、I2；
h．白色：Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3。
②有色溶液：
Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(黄色)、Cu2＋(蓝色)、MnO(紫红色)、Fe3＋与苯酚(紫色)、Fe3＋与SCN－(血红色)、I2与淀粉(蓝色)等。
水(溶剂) 苯(溶剂) CCl4(溶剂)
Br2 黄→橙 黄→红棕
I2 深黄→褐 淡紫→紫红 紫→深紫
③有色气体：
Cl2(黄绿色)、Br2(g)(红棕色)、NO2(红棕色)、I2(g)(紫色)、O3(淡蓝色)等。
④火焰颜色：
a．焰色反应：Na＋(黄色)、K＋(紫色)、Ca2＋(砖红色)等；
b．蓝色：CO在空气中燃烧；
c．淡蓝色：S、H2、H2S、CH4等在空气中燃烧；
d．苍白色：H2在Cl2中燃烧。
【例1】　A、B、C、D是按原子序数由小到大排列的第二、三周期元素的单质。B、E均为组成空气的成分。化合物F的焰色反应呈黄色。在G中，非金属元素与金属元素的原子个数比为1∶2。在一定条件下，各物质之间的相互转化关系如下图(图中部分产物未列出)：
请填写下列空白：
(1)A是　　　　　，C是　　　　。
(2)H与盐酸反应生成E的化学方程式是__________________________________________。
(3)E与F反应的化学方程式是__________________________________________________。
(4)F与G的水溶液反应生成I和D的离子方程式是_________________________________。
(2)物质的特征性质
相关知识：
①能使品红溶液褪色的气体：
SO2(加热后又恢复红色)、Cl2(加热后不恢复红色)。
②沉淀特殊的颜色变化：
a．白色沉淀先变灰绿色，再变红褐色：Fe(OH)2Fe(OH)3；
b．白色沉淀迅速变棕褐色：AgOH→Ag2O。
③在空气中变为红棕色：
NO(无色)NO2(红棕色)。
④能使澄清石灰水变浑浊的气体：CO2、SO2。
⑤通入CO2气体变浑浊的溶液：石灰水(过量则变澄清)、Na2SiO3溶液、饱和Na2CO3溶液、浓苯酚钠溶液、NaAlO2溶液等。
⑥使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体：NH3。
⑦使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝：NO2、Cl2、Br2、FeCl3等。
⑧能与SO2、Cl2、O2等氧化性较强的气体(或其水溶液)反应析出淡黄色沉淀：H2S。
⑨在一定条件下具有漂白性的物质：Na2O2、H2O2、SO2、氯水、O3、活性炭等。
⑩常温下能溶解SiO2固体的物质：氢氟酸和NaOH溶液。
能与浓硫酸、铜片共热产生红棕色气体(NO2)的溶液：硝酸盐(或硝酸)溶液。
滴入沸水中可得到红褐色胶体的溶液：含Fe3＋的盐溶液。
烟雾现象：
a．棕(黄)色的烟：Cu或Fe在Cl2中燃烧；
b．白烟：Na在Cl2中或P在空气中燃烧；NH3遇到HCl气体；
c．白雾：由HX等极易溶于水的气体产生；
d．白色烟雾：P在Cl2中燃烧。
【例2】　中学化学中几种常见物质的转化关系如下：
将D溶液滴入沸水中可得到以F为分散质的红褐色胶体。请回答下列问题：
(1)红褐色胶体中F粒子直径大小的范围：_________________________________________。
(2)写出A、B、H的化学式：
A　　　、B　　　　、H　　　　。
(3)①H2O2分子的电子式：_____________________________________________________。
②写出C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式： ________________________________。
(4)写出鉴定E中阳离子的实验方法和现象：______________________________________。
(5)在C溶液中加入与C等物质的量的Na2O2，恰好使C转化为F，写出该反应的离子方程式：______________________________________________________________________。
(3)物质之间的特征转化关系
相关知识：
①连续氧化反应：ABCD(酸或碱)。
a．NH3(g)N2NONO2HNO3；
b．H2S(g)SSO2SO3H2SO4；
c．CH4(g)CCOCO2H2CO3；
d．Na(s)Na2ONa2O2NaOH。
②X(盐)——
X可能为弱酸的铵盐：(NH4)2CO3或NH4HCO3；(NH4)2S或NH4HS；(NH4)2SO3或NH4HSO3等。
③三角转化关系：
④化合物+化合物→单质+化合物
这类反应主要有：CO+H2O(g) CO2+H2、Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2等。
⑤化合物A+单质B→化合物C+单质D。
这类反应主要有：
CO2+2Mg 2MgO+C；
Fe2O3+3H2 2Fe+3H2O；
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑；
C+H2O(g) CO+H2；
3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2等。
【例3】　已知A、B、C、D为气体，E、F为固体，G是氯化钙，它们之间的转换关系如下图所示：
(1)D的化学式是　　　　　　，E的化学式是　　　　。
(2)A和B反应生成C的化学方程式是___________________________________________。
(3)E和F反应生成D、H和G的化学方程式是_____________________________________。
(4)特殊反应条件
相关知识：
具有特殊反应条件的反应，大多数是重要的工业生产反应。
①高温条件：
CaCO3CaO＋CO2↑；
SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑；
SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑；
SiO2＋CaOCaSiO3；
SiO2＋2CSi＋2CO↑；
C＋H2O(g)CO＋H2；
CO＋H2O(g)CO2＋H2；
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2；
2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3；
4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2等。
②高温、高压和催化剂条件：
N2＋3H2 2NH3等。
③加热、催化剂条件：
4NH3＋5O24NO＋6H2O；
2SO2＋O2 2SO3等。
④通电条件：
2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；
2H2O2H2↑＋O2↑等。
【例4】　A、B、C、D、E是中学常见的五种化合物，A、B是氧化物，X、Y是生活中常见的金属，相关物质间的关系如下图所示(某些条件已略去)。
(1)若试剂a是NaOH溶液。
①C的名称是　　　　　。
②B与试剂a反应的离子方程式是________________________________________________。
(2)若试剂b是稀H2SO4。
①D的化学式是　　　　　。
②某高效净水剂是由Y(OH)SO4聚合得到的。工业上以E、稀硫酸和亚硝酸钠(NaNO2)为原料来制备Y(OH)SO4，反应中有NO生成，该反应化学方程式是_____________________。
(5)特征数据
相关知识：
近几年无机框图推断题已融入计算的成分，计算型框图推断题成为高考热点之一，解答这类问题时，要善于抓住物质转化过程中以下物理量的变化：
①相对分子质量(例CO→CO2、NO→NO2、SO2→SO3转化时分子中都增加1个氧原子，相对分子质量增加16)；
②放出气体的体积或生成沉淀的量；
③化合物中各元素的含量；
④气体的相对密度；
⑤离子化合物中离子个数之比；
⑥反应物之间的物质的量之比；
⑦电子总数；
⑧质子总数等。
⑨常见10电子微粒及相互转化关系
a．分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4；
b．阳离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH、H3O＋；
c．阴离子：F－、O2－、N3－、OH－、NH等。其相互转化关系为NH＋OH－NH3↑＋H2O；H3O＋＋OH－===2H2O等。
⑩常见18电子微粒
a．分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、H2O2、N2H4；
b．阳离子：K＋、Ca2＋；
c．阴离子：Cl－、S2－、P3－、O；
d．有机物：CH3OH、CH3NH2、CH3F、CH3CH3等。
常见物质的相对分子质量
a．相对分子质量为28的物质：CO、N2、C2H4等；
b．相对分子质量为26的物质：C2H2等；
c．相对分子质量为32的物质：S、O2等；
d．相对分子质量为78的物质：Na2S、Na2O2、Al(OH)3等；
e．相对分子质量为100的物质：CaCO3、KHCO3、Mg3N2等。
【例5】　A、B、M、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素。A元素的一种原子中不含中子。B、M、D、E分别在下表(周期表的一部分)不同的空格内占有相应的位置，E的原子序数是D的原子序数的2倍。试回答：
(1)将D、E的元素符号分别填在相应的空格内。
(2)在B、M、D、E四种元素的最简单氢化物中，沸点最高的是__________(填化学式)。
(3)A、B、M、D可组成多种18电子分子，其中两种的结构可分别表示为A2M—MA2和BA3—MA2，请根据这两种分子的结构特点再写出2种具有18电子的有机物的结构简式________________、______________(用元素符号表示)。
(4)D存在于人体中，能使人过早衰老，但在催化剂存在下很快转化为A2D2、D2等物质，该转化过程可用离子方程式表示为________＋________H2O________＋________＋________。
(6)特殊的工业生产
相关知识：
中学教材中涉及的重要工业生产反应：
①煅烧石灰石；②工业制水煤气；③工业生产硫酸；④合成氨工业；⑤硝酸的生产工业；⑥氯碱工业(电解饱和食盐水)；⑦工业制盐酸；⑧高炉炼铁；⑨工业制取漂粉精；⑩硅酸盐工业等。
【例6】　下图是部分短周期元素的单质及其化合物的转化关系图(有关反应的条件及生成的H2O已略去)，已知：
(a)A、B、C、D是非金属单质，其中B、C、D在常温常压下是气体。
(b)反应①、②是化工生产中的重要反应。
(c)化合物E是形成酸雨的污染物之一，化合物K是常用的氮肥。
(d)化合物L具有漂白性，可由Cl2与NaOH溶液反应而制得。
(e)化合物J由两种元素组成，其相对分子质量为32。
请按要求填空：
(1)反应③的化学方程式为______________________________________________________。
(2)C的结构式为______________________________________________________________；
H的化学式为________________。
(3)L的溶液与化合物E反应的离子方程式为_______________________________________。
(4)化合物J的化学式为________________________________________________________。
答案
【例1】　(1)碳(或C)　钠(或Na)
(2)Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
(3)2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2
(4)Na2O2＋S2－＋2H2O===4OH－＋S↓＋2Na＋
【例2】　(1)1 nm～100 nm　(2)Fe　FeS　H2SO4
(3)①HH
②2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(4)取少量E于试管中，用胶头滴管滴入NaOH溶液，加热试管，可观察到试管口处湿润的红色石蕊试纸变蓝(或其他合理答案)
(5)4Fe2＋＋4Na2O2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8Na＋
【例3】　(1)NH3　NH4Cl　(2)H2＋Cl22HCl
(3)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
【例4】　(1)①偏铝酸钠　②Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
(2)①Fe2(SO4)3　②2FeSO4＋2NaNO2＋H2SO4===2Fe(OH)SO4＋2NO↑＋Na2SO4
【例5】　(1)
(2)H2O　(3)CH3—CH3　CH3OH
(4)2O　2　H2O2　O2↑　2OH－
【例6】　(1)2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4
(2)NN　(NH4)2SO3或NH4HSO3
(3)ClO－＋SO2＋2OH－===Cl－＋SO2－4＋H2O
(4)N2H4
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- 8 -专题讲座九 电化学高考命题的探究
　电化学知识是历年来的命题重点，几乎每年每套化学试卷中都有所涉及，有时出现在选择题中，有时出现在非选择题中。在考查电化学基础知识的前提下，命题题材及角度出现新的变化特点，现主要以近几年电化学试题为例说明。
一、关注新型化学电源的高考命题角度
　新型电池一般具有高能环保，经久耐用，电压稳定，比能量高等特点，取材于这些新型电池的试题，既能体现化学的实用性，又能体现化学命题的时代性、新颖性，使试题在考查电化学知识的同时，又能较好地考查学生分析、灵活解答问题的能力，预测该种命题情景趋势将会继续。
1．可充电电池放电时电极极性判断及充电时与电源的连接
(1)放电时新型电池中
(2)可充电电池用完后充电时，原电池的负极与外电源的负极相连，原电池的正极与外电源的正极相连。
2．可充电电池电极反应式的书写方法
书写可充电电池电极反应式，一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电的电极反应式时，一般要遵守三步：第一，先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质；第二，写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存)；第三，在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。
充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电负极反应的逆过程。
3．对溶液中离子的移动方向判断
放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
【例1】　(2011·安徽理综，12)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl
下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是 (　　)
A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl
B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C．Na＋不断向“水”电池的负极移动
D．AgCl是还原产物
【例2】　(2011·新课标全国卷，11)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2
下列有关该电池的说法不正确的是 (　　)
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2
C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O
【例3】　(2010·江苏，11)下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是
(　　)
A．该系统中只存在3种形式的能量转化
B．装置Y中负极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
二、电化学与化学实验知识有机融合
　由于电化学在电极反应分析及电极反应式等知识中，要涉及到电极材料、电解液中离子等性质的分析，因而在电化学考查中就容易与化学实验融合在一起，如电解液的制备、净化、电极反应产物的检验、电化学装置的设计等等，这样就提高了试题的综合度，利于全面考查学生的基础知识及灵活解答问题的能力。在崇尚知识立意、能力考查的命题原则下，相信该类试题将继续受到推崇。
【例4】　(2009·山东理综，29)Zn－MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2－NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是____________。电池工作时，电子流向______________(填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2－NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是________________________________________________________________________。
欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的________(填代号)。
a．NaOH b．Zn c．Fe d．NH3·H2O
(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是________________________________________________________________________。
若电解电路中通过2 mol电子，MnO2的理论产量为______________________________g。
【例5】　(2010·大纲全国卷Ⅱ，29)右图是一个用铂丝作电极，
电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示
剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.8～8.0，
酸色—红色，碱色—黄色)
回答下列问题：
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是　　　　(填编号)；
①A管溶液由红变黄；② B管溶液由红变黄；③ A管溶液不变色；④B管溶液不变色
(2)写出A管中发生反应的反应式：______________________________________________；
(3)写出B管中发生反应的反应式：______________________________________________；
(4)检验a管中气体的方法是____________________________________________________；
(5)检验b管中气体的方法是____________________________________________________；
(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_________________。
三、在元素推断等知识中渗透电化学内容
　元素推断、物质推断、氧化还原反应、反应速率影响等知识也是命题考查的重点内容。为了拓展知识考查的宽度，体现学科知识的密切相关性，故在该类问题中常设计一些简单的电化学知识考查，以提高试题的综合性，但难度不大。
【例6】　X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。
已知：①X可分别与Y、W形成X2Y、X2Y2、XW等共价化合物；
②Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物。请回答：
(1)Z2Y的化学式是____________。
(2)Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是______________________________________________。
(3)如右图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的ZW饱和
溶液，C(Ⅰ)、C(Ⅱ)为多孔石墨电极。
接通S1后，C(Ⅰ)附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段
时间后(两玻璃管中液面未脱离电极)，断开S1，接通S2，电流
表的指针发生偏转。此时：C(Ⅰ)的电极名称是　　　　(填“正
极”或“负极”)，C(Ⅱ)的电极反应式是____________________。
(4)铜屑放入稀H2SO4中不发生反应，若在稀H2SO4中放入
X2Y2，铜屑可逐渐溶解，该反应的离子方程式是___________________________________。
答案
【例1】　B　
【例2】　C　
【例3】　C　
【例4】　(1)Zn(或锌)　正极
(2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀　b
(3)2H＋＋2e－===H2↑ 　87
【例5】　(1)①④
(2)2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑)　Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
(3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑)
(4)用拇指按住管口，取出试管，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰
(5)用拇指按住管口，取出试管正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃
(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)
【例6】　(1)Na2O
(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
(3)负极　Cl2＋2e－===2Cl－
(4)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
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