【考點(diǎn)定位】考查氧化還原反應(yīng)方程式配平和計(jì)算、平衡常數(shù)計(jì)算以及電化學(xué)原理的應(yīng)用與計(jì)算
1.【2014年高考北京卷第26題】
NH3經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到HNO3，如下圖所示。
(1)I中，NH3 和O2在催化劑作用下反應(yīng)，其化學(xué)方程式是_____________________。
(2)II中，2NO(g)+O22NO2(g)。在其他條件相同時(shí)，分別測(cè)得NO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)(P1、P2)下溫度變化的曲線(如右圖)。
①比較P1、P2的大小關(guān)系：________________。
②隨溫度升高，該反應(yīng)平衡常數(shù)變化的趨勢(shì)是________________。
(3)III中，降低溫度，將NO2(g)轉(zhuǎn)化為N2O4(l)，再制備濃硝酸。
①已知：2NO2(g) N2O4(g)△H1
2NO2(g) N2O4(l)△H2
下列能量變化示意圖中，正確的是(選填字母)_______________。
②N2O4與O2、H2O化合的化學(xué)方程式是_________________。
(4)IV中，電解NO制備 NH4NO3，其工作原理如右圖所示，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需補(bǔ)充物質(zhì)A，A是_____________，說明理由：________________。
【答案】(1)4NH3+5O2 4NO+6H2O;
(2)①P1 ②減小; (3)①A; ②2N2O4+O2+2H2O=4HNO3; (4)氨氣;根據(jù)反應(yīng)8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，電解產(chǎn)生的HNO3多 (3)① 2NO2(g) N2O4(g)△H1 ① 2NO2(g) N2O4(l)△H2 ② 根據(jù)蓋斯定律：①-②得 N2O4(g) N2O4(l) △H3=△H1-△H2，一般來說，物質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，放出熱量，即△H3=△H1-△H2<0，即△H1>△H2，由降低溫度，將NO2轉(zhuǎn)化為N2O4，可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即0>△H1>△H2，即反應(yīng)物2NO2(g)的總能量大于生成物N2O4(g)和N2O4(l)的總能量，且前者放出的熱量小，故答案為A; ②N2O4與氧氣、水反應(yīng)生成硝酸，化學(xué)方程式為：2N2O4+O2+2H2O=4HNO3; (4)電解NO制備硝酸銨，陽極反應(yīng)為：NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+，陰極反應(yīng)為：NO+5e-+6H+=NH4++H2O，從兩極反應(yīng)可看出若要使電子得失守恒，陽極產(chǎn)生的NO3-的量大于陰極產(chǎn)生的NH4+的量，總反應(yīng)為8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，故應(yīng)補(bǔ)充適量的氨氣。 【考點(diǎn)定位】本題考查氨的催化氧化反應(yīng)、化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、電解知識(shí)等內(nèi)容。 12.【2014年高考安徽卷第28題】(14分) 某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類型的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時(shí)測(cè)量容器中的壓強(qiáng)變化。 (1)請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)： 編號(hào) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?碳粉/g 鐵粉/g 醋酸/% ① 為以下實(shí)驗(yàn)作參照 0.5 2.0 90.0 ② 醋酸濃度的影響 0.5 36.0 ③ 0.2 2.0 90.0 (2)編號(hào)①實(shí)驗(yàn)測(cè)得容器中壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖2。t2時(shí)，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始?jí)簭?qiáng)，其原因是鐵發(fā)生了 腐蝕，請(qǐng)?jiān)趫D3中用箭頭標(biāo)出發(fā)生該腐蝕時(shí)電子流動(dòng)方向;此時(shí)，碳粉表面發(fā)生了 (“氧化”或“還原”)反應(yīng)，其電極反應(yīng)式是 。 (3)該小組對(duì)圖2中0～t1時(shí)壓強(qiáng)變大的原因提出了如下假設(shè)，請(qǐng)你完成假設(shè)二： 假設(shè)一：發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體; 假設(shè)二： ; …… (4)為驗(yàn)證假設(shè)一，某同學(xué)設(shè)計(jì)了檢驗(yàn)收集的氣體中是否含有H2的方案。請(qǐng)你再設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證假設(shè)一，寫出實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)論(不要求寫具體操作過程)： 【答案】 (1)②2.0 ③碳粉含量的影響 (2)吸氧腐蝕 還原反應(yīng) 2H2O+O2+4e-=4OH- (或4H++O2+4e-=2H2O) (3)反應(yīng)放熱，溫度升高，體積膨脹 (4)實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)論(不要求寫具體操作過程) ①藥品用量和操作同編號(hào)①實(shí)驗(yàn)(多孔橡皮塞增加進(jìn)、出導(dǎo)管) ②通入氬氣排凈瓶?jī)?nèi)空氣; ③滴入醋酸溶液，同時(shí)測(cè)量瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)變化(也可測(cè)溫度變化，檢驗(yàn)Fe2+等)。 如果瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)增大，假設(shè)一成立。否則假設(shè)一不成立。 (本題屬于開放性試題，合理答案均給分) 【考點(diǎn)定位】實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究，影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。 1.【2014年高考福建卷第24題】(15分)鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系密切。 (1)下圖是實(shí)驗(yàn)室研究海水對(duì)鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。 ①該電化腐蝕稱為 。 ②圖中A、B、C、D四個(gè)區(qū)域，生成鐵銹最多的是 (填字母)。 (2)用廢鐵皮制取鐵紅(Fe2O3)的部分流程示意圖如下： ①步驟I若溫度過高，將導(dǎo)致硝酸分解。硝酸分解的化學(xué)方程式為 。 ②步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)：4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O=2Fe2O3·nH2O+8HNO3，反應(yīng)產(chǎn)生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)化為Fe(NO3)2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 ③上述生產(chǎn)流程中，能體現(xiàn)“綠色化學(xué)”思想的是 (任寫一項(xiàng))。 (3)已知t℃時(shí)，反應(yīng)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)K=0.25。 ①t℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)n(CO)：n(CO2)= 。 ②若在1 L密閉容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入xmolCO，t℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡。此時(shí)FeO(s)轉(zhuǎn)化率為50%，則x= 。 【答案】 ⑴①吸氧腐蝕 ②B ⑵①4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O ②4Fe+10HNO3=4 Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O ③氮氧化物排放少(或其他合理答案) ⑶①4：1 ②0.05 【解析】 ⑴①鋼鐵在海水(中性環(huán)境)中發(fā)生的應(yīng)該是吸氧腐蝕。 ②在B點(diǎn)的海水中氧氣濃度最大，發(fā)生的吸氧腐蝕最快，生成的鐵銹最多。 ⑵①硝酸受熱分解產(chǎn)生NO2、O2、H2O，通過氧化還原反應(yīng)的化合價(jià)升降法將其配平。 ②通過示意圖分析，確定HNO3與Fe該反應(yīng)的生成物除了Fe(NO3)2還有NH4NO3，先根據(jù)得失電子守恒有4Fe+10HNO3--4 Fe(NO3)2+ NH4NO3，再根據(jù)原子守恒得4Fe+10HNO3=4 Fe(NO3)2+ NH4NO3+3H2O。 ③該生產(chǎn)流程中生成了NH4NO3，沒有產(chǎn)生NO、NO2等有毒氣體，減少了氮氧化物的排放量，符號(hào)“綠色化學(xué)”思想。 ⑶①據(jù)題意有K=，則n(CO)：n(CO2)=4：1。 ②據(jù)題意有n(CO)：n(CO2)=(x-0.01)：0.01=4：1，解得x=0.05 mol。 【考點(diǎn)定位】本題考查金屬的電化學(xué)腐蝕原理，反應(yīng)方程式的書寫，化學(xué)平衡常數(shù)的有關(guān)計(jì)算。 1.【2014年高考新課標(biāo)Ⅰ卷第27題】 (15分) 次磷酸(H3PO2)是一種精細(xì)化工產(chǎn)品，具有較強(qiáng)還原性，回答下列問題： (1)H3PO2是一元中強(qiáng)酸，寫出其電離方程式： (2)H3PO2及NaH2PO2)均可將溶液中的銀離子還原為銀單質(zhì)，從而可用于化學(xué)鍍銀。 ①(H3PO2)中，磷元素的化合價(jià)為 ②利用(H3PO2)進(jìn)行化學(xué)鍍銀反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4︰1，則氧化產(chǎn)物為： (填化學(xué)式) ③NaH2PO2是正鹽還是酸式鹽? 其溶液顯 性(填弱酸性、中性、或者弱堿性) (3)(H3PO2)的工業(yè)制法是：將白磷(P4)與氫氧化鋇溶液反應(yīng)生成PH3氣體和Ba(H2PO2)，后者再與硫酸反應(yīng)，寫出白磷與氫氧化鋇溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式： (4)(H3PO2)也可以通過電解的方法制備。工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)： ①寫出陽極的電極反應(yīng)式 ②分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因 ③早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2，將“四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜，從而合并了陽極室與產(chǎn)品室，其缺點(diǎn)是 雜質(zhì)。該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是： 【答案】(1)69; (2) Ca3F(PO4)3+5H2SO4=3H3PO4+ 5CaSO4+HF↑;0.49;(3)CaSiO3;液態(tài)白磷;固態(tài)白磷;(4)SiF4、CO;SiF4、HF、 H2S ;PH3 (5)產(chǎn)品純度大(濃度大) 【考點(diǎn)定位】考查磷礦石的主要用途、反應(yīng)原理及有關(guān)計(jì)算的知識(shí)。 1.【2014年高考新課標(biāo)Ⅱ卷第27題】(15分) 鉛及其化合物可用于蓄電池、耐酸設(shè)備及X射線防護(hù)材料�；卮鹣铝袉栴}： (1)鉛是碳的同族元素，比碳多4個(gè)電子層。鉛在元素周期表的位置為第 周期、第 族;PbO2的酸性比CO2的酸性 (填“強(qiáng)”或“弱”)。 (2)PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 (3)PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應(yīng)制得，反應(yīng)的離子方程式為 ;PbO2也可以通過石墨為電極，Pb(NO3)2 和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解制取。陽極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為 ，陰極上觀察到的現(xiàn)象是 ;若電解液中不加入Cu(NO3)2，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為 ，這樣做的主要缺點(diǎn)是 。 (4)PbO2在加熱過程發(fā)生分解的失重曲線如下圖所示，已知失重曲線上的a點(diǎn)為樣品失重的4.0%(即樣品起始質(zhì)量—a點(diǎn)固體質(zhì)量/樣品起始質(zhì)量×100%)的殘留固體。若a點(diǎn)固體組成表示為PbOx或mPbO2 ·nPbO，列式計(jì)算x值和m:n值 。 【答案】(1)六 ⅣA 弱 (2)PbO2+4HCl(濃) △PbCl2+Cl2↑+2H2O (3)PbO+ClO- PbO2+Cl- Pb2++2H2O—2e- PbO2↓+4H+ 石墨上包上銅鍍層 Pb2++2e- Pb↓ 不能有效利用Pb2+ (4)根據(jù)PbO2 △PbOx+(2—x/2)O2↑，有(2—x/2)×32=239×4.0%，x=2—(239×4.0%/16)=1.4，根據(jù)mPbO2 ·nPbO，2m+n/m+n=1.4，m:n=2/3。 【解析】 (1)根據(jù)題給信息知，鉛是碳的同族元素，比碳多4個(gè)電子層，碳位于第二周期，則鉛在元素周期表的位置為第六周期、第ⅣA族;根據(jù)同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律判斷，PbO2的酸性比CO2的酸性弱。(2)根據(jù)題意知，PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體氯氣，遷移二氧化錳與濃鹽酸的反應(yīng)知，反應(yīng)的化學(xué)方程式為PbO2+4HCl(濃) △PbCl2+Cl2↑+2H2O。(3)根據(jù)題給信息知，PbO與次氯酸鈉溶液反應(yīng)生成PbO2和氯化鈉，反應(yīng)的離子方程式為PbO+ClO- PbO2+Cl-;根據(jù)題給信息知，電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，即Pb2+失電子被氧化生成PbO2，電極反應(yīng)式為Pb2++2H2O—2e- PbO2↓+4H+，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Cu2++2e- Cu↓，觀察到的現(xiàn)象是石墨上包上銅鍍層;若電解液中不加入Cu(NO3)2，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為Pb2++2e- Pb↓，這樣做的主要缺點(diǎn)是不能有效利用Pb2+。(4)根據(jù)題給信息知，PbO2在加熱過程發(fā)生的反應(yīng)為PbO2 △PbOx+(2—x/2)O2↑，則有(2—x/2)×32=239×4.0%，x=2—(239×4.0%/16)=1.4，根據(jù)mPbO2 ·nPbO，2m+n/m+n=1.4，m:n=2/3。
