【考点定位】考查氧化还原反应方程式配平和计算、平衡常数计算以及电化学原理的应用与计算
1.【2014年高考北京卷第26题】
NH3经一系列反应可以得到HNO3，如下图所示。
(1)I中，NH3 和O2在催化剂作用下反应，其化学方程式是_____________________。
(2)II中，2NO(g)+O22NO2(g)。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(P1、P2)下温度变化的曲线(如右图)。
①比较P1、P2的大小关系：________________。
②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是________________。
(3)III中，降低温度，将NO2(g)转化为N2O4(l)，再制备浓硝酸。
①已知：2NO2(g) N2O4(g)△H1
2NO2(g) N2O4(l)△H2
下列能量变化示意图中，正确的是(选填字母)_______________。
②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是_________________。
(4)IV中，电解NO制备 NH4NO3，其工作原理如右图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是_____________，说明理由：________________。
【答案】(1)4NH3+5O2 4NO+6H2O;
(2)①P1 ②减小; (3)①A; ②2N2O4+O2+2H2O=4HNO3; (4)氨气;根据反应8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，电解产生的HNO3多 (3)① 2NO2(g) N2O4(g)△H1 ① 2NO2(g) N2O4(l)△H2 ② 根据盖斯定律：①-②得 N2O4(g) N2O4(l) △H3=△H1-△H2，一般来说，物质由气态变为液态，放出热量，即△H3=△H1-△H2<0，即△H1>△H2，由降低温度，将NO2转化为N2O4，可知该反应为放热反应，即0>△H1>△H2，即反应物2NO2(g)的总能量大于生成物N2O4(g)和N2O4(l)的总能量，且前者放出的热量小，故答案为A; ②N2O4与氧气、水反应生成硝酸，化学方程式为：2N2O4+O2+2H2O=4HNO3; (4)电解NO制备硝酸铵，阳极反应为：NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+，阴极反应为：NO+5e-+6H+=NH4++H2O，从两极反应可看出若要使电子得失守恒，阳极产生的NO3-的量大于阴极产生的NH4+的量，总反应为8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，故应补充适量的氨气。 【考点定位】本题考查氨的催化氧化反应、化学平衡、化学反应中的能量变化、电解知识等内容。 12.【2014年高考安徽卷第28题】(14分) 某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。 (1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)： 编号 实验目的 碳粉/g 铁粉/g 醋酸/% ① 为以下实验作参照 0.5 2.0 90.0 ② 醋酸浓度的影响 0.5 36.0 ③ 0.2 2.0 90.0 (2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了 腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时，碳粉表面发生了 (“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是 。 (3)该小组对图2中0～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二： 假设一：发生析氢腐蚀产生了气体; 假设二： ; …… (4)为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。 实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)： 【答案】 (1)②2.0 ③碳粉含量的影响 (2)吸氧腐蚀 还原反应 2H2O+O2+4e-=4OH- (或4H++O2+4e-=2H2O) (3)反应放热，温度升高，体积膨胀 (4)实验步骤和结论(不要求写具体操作过程) ①药品用量和操作同编号①实验(多孔橡皮塞增加进、出导管) ②通入氩气排净瓶内空气; ③滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化(也可测温度变化，检验Fe2+等)。 如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。 (本题属于开放性试题，合理答案均给分) 【考点定位】实验设计与探究，影响化学反应速率的因素。 1.【2014年高考福建卷第24题】(15分)铁及其化合物与生产、生活关系密切。 (1)下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。 ①该电化腐蚀称为 。 ②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是 (填字母)。 (2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下： ①步骤I若温度过高，将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为 。 ②步骤Ⅱ中发生反应：4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O=2Fe2O3·nH2O+8HNO3，反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2，该反应的化学方程式为 。 ③上述生产流程中，能体现“绿色化学”思想的是 (任写一项)。 (3)已知t℃时，反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。 ①t℃时，反应达到平衡时n(CO)：n(CO2)= 。 ②若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入xmolCO，t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x= 。 【答案】 ⑴①吸氧腐蚀 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钢铁在海水(中性环境)中发生的应该是吸氧腐蚀。 ②在B点的海水中氧气浓度最大，发生的吸氧腐蚀最快，生成的铁锈最多。 ⑵①硝酸受热分解产生NO2、O2、H2O，通过氧化还原反应的化合价升降法将其配平。 ②通过示意图分析，确定HNO3与Fe该反应的生成物除了Fe(NO3)2还有NH4NO3，先根据得失电子守恒有4Fe+10HNO3--4 Fe(NO3)2+ NH4NO3，再根据原子守恒得4Fe+10HNO3=4 Fe(NO3)2+ NH4NO3+3H2O。 ③该生产流程中生成了NH4NO3，没有产生NO、NO2等有毒气体，减少了氮氧化物的排放量，符号“绿色化学”思想。 ⑶①据题意有K=，则n(CO)：n(CO2)=4：1。 ②据题意有n(CO)：n(CO2)=(x-0.01)：0.01=4：1，解得x=0.05 mol。 【考点定位】本题考查金属的电化学腐蚀原理，反应方程式的书写，化学平衡常数的有关计算。 1.【2014年高考新课标Ⅰ卷第27题】 (15分) 次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品，具有较强还原性，回答下列问题： (1)H3PO2是一元中强酸，写出其电离方程式： (2)H3PO2及NaH2PO2)均可将溶液中的银离子还原为银单质，从而可用于化学镀银。 ①(H3PO2)中，磷元素的化合价为 ②利用(H3PO2)进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4︰1，则氧化产物为： (填化学式) ③NaH2PO2是正盐还是酸式盐? 其溶液显 性(填弱酸性、中性、或者弱碱性) (3)(H3PO2)的工业制法是：将白磷(P4)与氢氧化钡溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)，后者再与硫酸反应，写出白磷与氢氧化钡溶液反应的化学方程式： (4)(H3PO2)也可以通过电解的方法制备。工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)： ①写出阳极的电极反应式 ②分析产品室可得到H3PO2的原因 ③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2，将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是 杂质。该杂质产生的原因是： 【答案】(1)69; (2) Ca3F(PO4)3+5H2SO4=3H3PO4+ 5CaSO4+HF↑;0.49;(3)CaSiO3;液态白磷;固态白磷;(4)SiF4、CO;SiF4、HF、 H2S ;PH3 (5)产品纯度大(浓度大) 【考点定位】考查磷矿石的主要用途、反应原理及有关计算的知识。 1.【2014年高考新课标Ⅱ卷第27题】(15分) 铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料。回答下列问题： (1)铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第 周期、第 族;PbO2的酸性比CO2的酸性 (填“强”或“弱”)。 (2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为 。 (3)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为 ;PbO2也可以通过石墨为电极，Pb(NO3)2 和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生反应的电极反应式为 ，阴极上观察到的现象是 ;若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为 ，这样做的主要缺点是 。 (4)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重的4.0%(即样品起始质量—a点固体质量/样品起始质量×100%)的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2 ·nPbO，列式计算x值和m:n值 。 【答案】(1)六 ⅣA 弱 (2)PbO2+4HCl(浓) △PbCl2+Cl2↑+2H2O (3)PbO+ClO- PbO2+Cl- Pb2++2H2O—2e- PbO2↓+4H+ 石墨上包上铜镀层 Pb2++2e- Pb↓ 不能有效利用Pb2+ (4)根据PbO2 △PbOx+(2—x/2)O2↑，有(2—x/2)×32=239×4.0%，x=2—(239×4.0%/16)=1.4，根据mPbO2 ·nPbO，2m+n/m+n=1.4，m:n=2/3。 【解析】 (1)根据题给信息知，铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层，碳位于第二周期，则铅在元素周期表的位置为第六周期、第ⅣA族;根据同主族元素性质递变规律判断，PbO2的酸性比CO2的酸性弱。(2)根据题意知，PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体氯气，迁移二氧化锰与浓盐酸的反应知，反应的化学方程式为PbO2+4HCl(浓) △PbCl2+Cl2↑+2H2O。(3)根据题给信息知，PbO与次氯酸钠溶液反应生成PbO2和氯化钠，反应的离子方程式为PbO+ClO- PbO2+Cl-;根据题给信息知，电解池阳极发生氧化反应，即Pb2+失电子被氧化生成PbO2，电极反应式为Pb2++2H2O—2e- PbO2↓+4H+，阴极上发生还原反应，电极反应式为：Cu2++2e- Cu↓，观察到的现象是石墨上包上铜镀层;若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为Pb2++2e- Pb↓，这样做的主要缺点是不能有效利用Pb2+。(4)根据题给信息知，PbO2在加热过程发生的反应为PbO2 △PbOx+(2—x/2)O2↑，则有(2—x/2)×32=239×4.0%，x=2—(239×4.0%/16)=1.4，根据mPbO2 ·nPbO，2m+n/m+n=1.4，m:n=2/3。
