(六) 信息型方程式书写特训1.常温下,将NO 和H 2的混合气体通入Ce(SO 4)2与Ce 2(SO 4)3的混合溶液中,其物质转化过程如图所示:(1)反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________________________________。
(2)写出该过程的总化学反应方程式:____________________________________________ ________________________________________________________________________。
答案 (1)2∶1(2)2H 2+2NO =====催化剂N 2+2H 2O解析 (1)根据图示,反应Ⅰ为Ce 4++H 2―→Ce 3++H +,反应中Ce 元素的化合价由+4价降至+3价,Ce 4+为氧化剂,H 元素的化合价由0价升至+1价,H 2为还原剂,根据得失电子守恒,n (Ce 4+)=2n (H 2),n (Ce 4+)∶n (H 2)=2∶1,反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。
(2)根据图示反应Ⅰ为:2Ce 4++H 2===2Ce 3++2H +,反应Ⅱ为:4Ce 3++2NO +4H +===4Ce 4++N 2+2H 2O ,将反应Ⅰ×2+反应Ⅱ消去Ce 4+、Ce 3+,总反应为2H 2+2NO =====催化剂2H 2O +N 2。
2.已知SOCl 2能与水反应生成SO 2和HCl 。
写出NiCl 2·6H 2O 在亚硫酰氯(SOCl 2)中加热脱水制无水NiCl 2的化学方程式:____________________________________________________。
答案 NiCl 2·6H 2O +6SOCl 2=====△NiCl 2+6SO 2↑+12HCl ↑3.辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu 2S)及少量脉石(SiO 2)。
一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下所示:(1)写出“浸取”过程中Cu2S溶解时发生反应的离子方程式:_______________________________________________________________________________________________。
(2)气体NO x与氧气混合后通入水中能生成流程中可循环利用的一种物质,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案(1)Cu2S+4Fe3+===2Cu2++4Fe2++S(2)4NO x+(5-2x)O2+2H2O===4HNO34.工业上利用废镍催化剂(主要成分为Ni,还含有一定量的Zn、Fe、SiO2、CaO等)制备草酸镍晶体的流程如下:(1)请写出一种能提高“酸浸”速率的措施:_____________________________________________________________________________________________________________;滤渣Ⅰ的成分是________________(填化学式)。
(2)除铁时,控制不同的条件可以得到不同的滤渣Ⅱ。
已知滤渣Ⅱ的成分与温度、pH的关系如图所示:①若控制温度40 ℃、pH=8,则滤渣Ⅱ的主要成分为________(填化学式)。
②若控制温度80 ℃、pH=2,可得到黄铁矾钠[Na2Fe6(SO4)4(OH)12] (图中阴影部分),写出生成黄铁矾钠的离子方程式:_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。
答案(1)把废镍催化剂粉碎、适当加热、适当增大酸的浓度或搅拌等(任选一种即可)SiO2、CaSO4(2)①FeOOH②2Na++3ClO-+6Fe2++4SO2-4+9H2O===Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+3Cl-+6H+解析(1)根据影响反应速率的因素,升高温度、把废镍催化剂粉碎、适当增大酸的浓度或搅拌等,都可以提高“酸浸”速率;废镍催化剂中SiO2与硫酸不反应,CaO与硫酸反应的产物CaSO4微溶于水,所以滤渣Ⅰ的成分是SiO2、CaSO4。
(2)①根据滤渣Ⅱ的成分与温度、pH的关系图,可知控制温度40 ℃、pH=8时,滤渣Ⅱ的主要成分是FeOOH。
②Na2Fe6(SO4)4(OH)12中铁元素化合价是+3,可知ClO-把Fe2+氧化为Fe3+,同时生成Na2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀,反应的离子方程式是2Na++3ClO-+6Fe2++4SO2-4+9H2O===Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+3Cl-+6H+。
5.SO2可用于制Na2S2O3。
为探究某浓度的Na2S2O3的化学性质,某同学设计如下实验流程:用离子方程式表示Na2S2O3溶液具有碱性的原因:_________________________________________________________________________________________________________。
Na2S2O3与氯水反应的离子方程式是:____________________________________________________________________________________________________________________。
答案S2O2-3+H2O HS2O-3+OH-S2O2-3+4Cl2+5H2O===2SO2-4+8Cl-+10H+解析Na2S2O3溶液显碱性的原因是硫代硫酸根离子水解,注意水解分步,方程式为:S2O2-3+H2O HS2O-3+OH-。
根据反应过程的图示,加入氯化钡后得到的白色沉淀是硫酸钡,说明氯水将硫代硫酸根离子氧化为硫酸根离子,所以反应为:S 2O 2-3+4Cl 2+5H 2O===2SO 2-4+8Cl -+10H +。
6.用活化后的V 2O 5作催化剂,氨气将NO 还原成N 2的一种反应历程如图所示。
写出总反应的化学方程式:__________________________________________________________________________________________________________________________。
答案 4NH 3+4NO +O 2催化剂4N 2+6H 2O解析 根据流程图,用V 2O 5作催化剂,氨气、氧气和NO 反应生成N 2和水,反应方程式是4NH 3+4NO +O 2催化剂4N 2+6H 2O 。
7.在一定条件下用氧气催化氧化甲醇制氢气,原料气中n (O 2)n (CH 3OH )对反应的选择性影响如图所示(选择性越大表示生成的该物质越多)。
当n (O 2)n (CH 3OH )=0.25 时,主要反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________,制备H 2 时最好控制n (O 2)n (CH 3OH )=________。
答案 2CH 3OH +O 2――→催化剂△2HCHO +2H 2O 0.5 解析 由图可知当n (O 2)n (CH 3OH )=0.25时得到的产物是甲醛,CH 3OH 与O 2发生的主要反应的化学方程式为2CH 3OH +O 2――→催化剂△2HCHO +2H 2O ;在制备H 2时由于在n (O 2)n (CH 3OH )=0.5时选择性最高,所以最好控制n (O 2)n (CH 3OH )=0.5。
8.将天然气压入吸收塔,30 ℃时,在T.F 菌作用下、酸性环境中脱硫过程示意图如图:(1)过程ⅰ中H 2S 发生了________(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)过程ⅱ的离子方程式是:__________________________________________________答案 (1)氧化 (2)4Fe 2++O 2+4H +=====T.F 菌4Fe 3++2H 2O解析 (1)考查氧化还原的基本概念判断。
由图可知,过程ⅰ中H 2S 变成了S ,S 元素由-2价变成0价,化合价升高发生了氧化反应。
(2)考查陌生氧化还原离子方程式的书写及配平方法,由图可知过程ⅱ是FeSO 4和氧气反应生成Fe 2(SO 4)3,注意题干中说脱硫过程在酸性环境中。
(三) 电化学填空特训1.含SO 2的烟气可用Na 2SO 3溶液吸收。
可将吸收液送至电解槽再生后循环使用。
再生电解槽如图所示。
a 电极上含硫微粒放电的反应式为_________________________________(任写一个)。
离子交换膜________(填标号)为阴离子交换膜。
答案 HSO -3+H 2O -2e -===SO 2-4+3H +(或SO 2-3+H 2O -2e -===SO 2-4+2H +) c解析 用亚硫酸钠溶液吸收二氧化硫应该得到亚硫酸氢钠溶液,将亚硫酸氢钠溶液(pH =6的吸收液)加入电解槽中。
右侧是电极的阴极,可以认为是水电离的氢离子得电子转化为氢气,剩余的氢氧根离子与亚硫酸氢根离子反应得到亚硫酸根离子。
左侧是电极的阳极,c 为阴离子交换膜,亚硫酸氢根离子透过交换膜进入阳极,在阳极上失电子转化为硫酸根,副产物甲为硫酸。
所以阳极反应为:HSO -3+H 2O -2e -===SO 2-4+3H +或SO 2-3+H 2O -2e -===SO 2-4+2H +(溶液中也有一定量的亚硫酸根)。
2.干燥的甲醇可用于制造燃料电池。
(1)研究人员发现利用NaOH 干燥甲醇时,温度控制不当会有甲酸钠和H 2生成,其反应方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。