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1、大题规范练(一)(分值：43分，建议用时：25分钟)非选择题：共43分。每个试题考生都必须作答。26(14分)SO2的防治与利用对于环境保护意义重大。某小组在实验室中对SO2的性质及回收利用等相关问题进行探究。 (1)用下图装置制备纯净的SO2，发生装置中反应的化学方程式为_，装置的连接顺序为：a_(按气流方向，用小写字母表示)。(2)用如图装置探究SO2的性质。限选试剂：NaOH溶液、稀H2SO4、H2O2溶液、FeCl3溶液、淀粉KI溶液、新制H2S溶液。操作步骤实验现象解释原因用注射器将新制H2S溶液注入充满SO2的烧瓶产生乳白色浑浊4价S有_性用注射器将_溶液注入充满SO2的烧瓶_4价
2、S有还原性，反应的离子方程式为_(3)工业上回收利用SO2的一种途径是：SO2(NH4)2SO3(NH4)2SO4该小组在实验室探究步骤时，一定条件下向100 mL c0 molL1的(NH4)2SO3溶液中通入空气后，欲测定溶液中(NH4)2SO3的氧化率。为该小组设计实验方案(不必描述操作过程的细节，物理量的数值用字母表示)：_。_100%(用实验方案中的物理量表示)。【解析】(1)浓硫酸与NaHSO3固体制取SO2气体发生的反应为2NaHSO3H2SO4(浓)=Na2SO42SO22H2O(浓硫酸不足)或NaHSO3H2SO4(浓)=NaHSO4SO2H2O(浓硫酸过量)。制取的SO2中
3、含有水蒸气，用浓硫酸进行干燥；SO2的密度大于空气的密度，要用向上排空气法收集SO2；SO2有毒性，易污染空气，用碱石灰吸收SO2尾气，故装置的连接顺序为abcgfd。(2)用注射器将新制H2S溶液注入充满SO2的烧瓶中，发生反应：2H2SSO2=3S2H2O，产生乳白色浑浊，其中H2S作还原剂，SO2作氧化剂，故4价S表现氧化性。若验证4价S有还原性，即SO2作还原剂，应用注射器注入氧化性物质，H2O2溶液和FeCl3溶液都具有氧化性，但H2O2溶液与SO2发生反应：H2O2SO2=H2SO4，无明显实验现象，因此应选用FeCl3溶液。FeCl3溶液与SO2发生的反应为2FeCl3SO22H
4、2O=2FeCl22HClH2SO4，FeCl3被还原为FeCl2，溶液由棕黄色变为浅绿色。FeCl3、FeCl2、HCl和H2SO4都是易溶于水的强电解质，则反应的离子方程式为2Fe3SO22H2O=2Fe24HSO。(3)方案1：步骤中(NH4)2SO3溶液中通入空气被氧化生成(NH4)2SO4，可利用(NH4)2SO3的还原性测定溶液中(NH4)2SO3的氧化率，取一定体积的反应液，用一定浓度KMnO4溶液进行滴定，根据消耗KMnO4溶液的体积计算(NH4)2SO3的氧化率。方案2：向反应后的溶液中加入足量盐酸，再加入足量BaCl2溶液，生成BaSO4沉淀，称量沉淀的质量，计算(NH4)
5、2SO3的氧化率。【答案】(14分)(1)H2SO4(浓)2NaHSO3=2SO22H2ONa2SO4或H2SO4(浓)NaHSO3=SO2H2ONaHSO4(1分)bcgfd(3分)(2)氧化(1分)FeCl3(1分)溶液由棕黄色变成浅绿色(1分)SO22Fe32H2O=SO2Fe24H(2分)(3)方案1：取20.00 mL反应后的溶液于锥形瓶中，用浓度为c molL1的KMnO4标准溶液滴定，重复滴定三次，平均消耗KMnO4溶液的体积是V mL(3分)(2分)或方案2：向反应后的溶液中加入过量盐酸，再加入足量BaCl2溶液，将沉淀过滤、洗涤、干燥、称量，质量为m g(3分)(2分)(其他
6、合理答案也给分)27(14分)消除氮氧化物污染对优化空气质量至关重要。 (1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染，发生的反应如下：CH4(g)4NO2(g)4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H574 kJ/molCH4(g)4NO(g)2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1 160 kJ/mol若用0.2 mol CH4将NO2还原为N2，则整个过程中放出的热量为_kJ(假设水全部以气态形式存在)。(2)用活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质)，生成气体E和F。当温度分别在T1 和T2 时，测得反应达到平衡时各物质的物质的量如下表。物质n
7、/molT /活性炭NOEF初始2.0300.10000T12.0000.0400.0300.030T22.0050.0500.0250.025请结合上表数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式：_。T1 时，上述反应的平衡常数的值为_。如果已知T2T1，则该反应正反应的H_(填”“”或“”)0。在T1 下反应达到平衡后，下列措施不能增大NO转化率的是_(填字母)。a降低温度b增大压强c增大c(NO)d移去部分F(3)汽车尾气处理中的反应有2NO2CO2CO2N2。某温度时，在1 L密闭容器中充入0.1 mol CO和0.1 mol NO,5 s时反应达到平衡，测得NO的浓度为0.02 mol/
8、L，则反应开始至平衡时，NO的平均反应速率v(NO)_。若此温度下，某时刻测得CO、NO、N2、CO2的浓度分别为0.01 mol/L、a mol/L、0.01 mol/L、0.04 mol/L，要使反应向正反应方向进行，a的取值范围为_。(4)某课题组利用如图所示装置，探究NO2和O2化合生成N2O5形成原电池的过程。物质Y的名称为_，该电池的正极反应式为_。【解析】(1)根据盖斯定律可知，将题给两个热化学方程式相加除以2即可得到CH4(g)2NO2(g)N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJ/mol，则0.2 mol CH4将NO2还原为N2，放出热量为867 kJ/mol0.
9、2 mol173.4 kJ。(2)由表中数据可得从反应开始到T1 达到平衡时：n(活性炭)0.03 mol，n(NO)0.06 mol，n(E)0.03 mol，n(F)0.03 mol，化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质反应转化的物质的量之比，即可得该反应的化学方程式为C2NON2CO2。上述反应的平衡常数表达式为K，将T1 达平衡时各物质的浓度代入表达式中：K0.562 5；由表中数据可得，从T1 到T2 ，温度升高，达到平衡状态时反应物的物质的量增加，生成物的物质的量减少，说明其他条件不变时，升高温度平衡向逆反应方向移动，则逆反应为吸热反应，而正反应为放热反应，H0。降低温度，
10、平衡向放热反应方向即正反应方向移动，NO转化率增大，a项不符合；该反应前后气体的体积不发生变化，故增大压强，平衡不移动，NO转化率不变，b项符合；反应物中只有NO为气体，且该反应为气体体积不变的反应，故增大NO的量，相当于增大压强，平衡不移动，NO的转化率不变，c项符合；减小生成物浓度，平衡正向移动，NO转化率增大，d项不符合。(3)v(NO)0.016 mol/(Ls)。某温度时，在1 L的密闭容器中，充入0.1 mol CO和0.1 mol NO，达到平衡时，测得NO的浓度为0.02 mol/L，即：2CO(g)2NO(g) N2(g)2CO2(g)起始浓度/(molL1) 0.1 0.1
11、 0 0变化浓度/(molL1) 0.08 0.08 0.04 0.08平衡浓度/(molL1) 0.02 0.02 0.04 0.08则此温度下平衡常数K1 600；某时刻测得CO、NO、N2、CO2的浓度分别为0.01 mol/L、a mol/L、0.01 mol/L、0.04 mol/L，要使反应向正方向进行，则QK1 600，得Q1 600，解得a0.01。(4)由NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池，原电池反应为NO2和O2化合生成N2O5，NO2被氧化，N元素的化合价升高转化为N2O5，石墨电极为原电池的负极，电极反应式为NO2NOe=N2O5，石墨电极通入氧气，发生还原反应
12、，为原电池的正极，电极反应式为O22N2O54e=4NO，且Y在负极生成后又到正极参加反应，故Y的名称为五氧化二氮。【答案】(14分)(1)173.4(2分)(2)C2NON2CO2(2分)0.562 5(2分)(1分)bc(2分)(3)0.016 mol/(Ls)(1分)a0.01(1分)(4)五氧化二氮(1分)O22N2O54e=4NO(2分)28(15分)锂离子电池是目前具有最高比能量的二次电池。LiFePO4可极大地改善电池体系的安全性能，且具有资源丰富、循环寿命长、环境友好等特点，是锂离子电池正极材料的理想选择。生产LiFePO4的一种工艺流程如图： 已知：Ksp(FePO4xH2O
13、)1.01015，KspFe(OH)34.01038。(1)在合成磷酸铁时，步骤中pH的控制是关键。如果pH1.9，Fe3沉淀不完全，影响产量；如果pH3.0，则可能存在的问题是_。(2)步骤中，洗涤是为了除去FePO4xH2O表面附着的_等离子。(3)取3组FePO4xH2O样品，经过高温充分煅烧测其结晶水含量，实验数据如下表：实验序号123固体失重质量分数19.9%20.1%20.0%固体失重质量分数100%，则x_(精确至0.1)。(4)步骤中研磨的作用是_。(5)在步骤中生成了LiFePO4、CO2和H2O，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(6)H3PO4是三元酸，如图是常温下溶液中含磷微粒的物质的量分数()随pH变
