【点睛】二氧化硫中硫元素的化合价为+4,在反应中既可以升高也可以降低,所以既有还原性也有氧化性,二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色,不是体现漂白性,而是被高锰酸钾氧化,体现还原性,这是易错点。
20.A、B、C、D均为中学化学常见物质,且均含有同一种元素,其中A是单质,它们之间存在如图转化关系
Ⅰ.若D是红棕色气体;B气体溶于水后,溶液为碱性。
(1)请写出A的化学式__________,反应③的化学反应方程式为_____________。 (2)D溶于水形成的稀溶液与铜反应的离子方程式为__________,该反应的实验现象为____________(写出两条)。
Ⅱ若B、D既能与强酸溶液反应,又能与强碱溶液反应,反应②③均为强酸条件。 (1)反应④可以通过滴加氨水实现,该反应的离子方程式为____________。 (2)请写出A用于焊接铁轨的化学方程式________________。 【答案】 (1). N2 (2). 4NH3 + 5O2
4NO + 6H2O (3). 3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+
+ 2NO↑ + 4H2O (4). 红色固体溶解、溶液变为蓝色、有无色气泡生成、在试管口有红棕色气体生成 (5). Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓+ 3NH4+ (6). 2Al + Fe2O3 【解析】 【分析】
根据题干中部分物质的性质及图示中给出的转化关系推测各物质的组成,进而书写相关化学方程式及离子方程式。
【详解】Ⅰ.根据图示的转化关系,若D是红棕色气体,则D为二氧化氮;B气体溶于水后,溶液为碱性,则B为氨气;A为单质,则A为氮气;C为一氧化氮; (1)A的化学式N2,反应③的化学反应方程式为4NH3 + 5O2
4NO + 6H2O;
Al2O3 + 2Fe
(2)D溶于水形成的稀溶液为硝酸,与铜反应的离子方程式为3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO↑
+ 4H2O,该反应的实验现象为红色固体溶解、溶液变为蓝色、有无色气泡生成、在试管口有红棕色气体生成;
故答案为:N2 ; 4NH3 + 5O2
4NO + 6H2O;3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O;
红色固体溶解、溶液变为蓝色、有无色气泡生成、在试管口有红棕色气体生成;
Ⅱ若B、D既能与强酸溶液反应,又能与强碱溶液反应,结合图示中转化关系,则推测A为铝,B为氧化铝,C为铝盐,D为氢氧化铝;
(1)反应④离子方程式为Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓+ 3NH4+; (2)A用于焊接铁轨的化学方程式为:2Al + Fe2O3
3+
+
Al2O3 + 2Fe,
Al2O3 + 2Fe。
故答案为:Al+ 3NH3·H2O = Al(OH)3↓+ 3NH4;2Al + Fe2O3
【点睛】掌握常见物质的物理性质,比如颜色、气味、溶解性等是解决此类推断题的关键;知道一些反应的重要用途,如铝热反应用于焊接钢轨等,也是解题的突破口。 21.“碳捕捉技术”常用于去除或分离气流中的二氧化碳。
Ⅰ.2017年,中国科学家在利用二氧化碳直接制备液体燃料领域取得了突破性进展,其中用二氧化碳制备甲醇(CH3OH)的反应如下图:
(1)A的化学式为_________。
(2)该反应说明CO2具有___________性(填“氧化”或“还原”)。若有1mol甲醇生成,转移电子的物质的量为_________________mol。
Ⅱ.利用NaOH溶液“捕提"CO2的基本过程如下图(部分条件及物质已略去):
(1)反应分离室中,发生反应的化学方程式分别为CaO+H2O=Ca(OH)2和__________________ (2)高温反应炉中,涉及反应的化学反应类型为_______________________。 (3)整个过程中,可以循环利用物质的化学式为__________________。
【答案】 (1). H2O (2). 氧化 (3). 6 (4). NaHCO3 + Ca(OH)2 = NaOH + CaCO3↓
+ H2O (或Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3↓ ) (5). 分解反应 (6). NaOH CaO 【解析】 【分析】
根据反应中元素化合价的变化分析物质的氧化性和还原性,并计算转移的电子数;根据题干信息及图示分析每步过程中发生的化学反应,进而分析反应的类型及过程中可循环利用的物质。
【详解】Ⅰ.(1)根据反应的图示及质量守恒得:A为水,化学式为H2O, 故答案为:H2O;
(2)二氧化碳中碳元素化合价为+4,甲醇中碳元素化合价为-2,化合价降低,CO2发生还原反应,所以二氧化碳具有氧化性;反应中,氢元素的化合价由0升高为+1价,有1mol甲醇生成时,3molH2参加反应,转移电子的物质的量为3mol×2=6mol, 故答案为:氧化, 6;
Ⅱ.(1)由题干及图示知,氢氧化钠吸收二氧化碳生成碳酸钠或碳酸氢钠,分离室中还会分离出氢氧化钠,所以还存在的反应是:Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3↓或NaHCO3 + Ca(OH)2 = NaOH + CaCO3↓ + H2O,
故答案为:NaHCO3 + Ca(OH)2 = NaOH + CaCO3↓ + H2O (或Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3↓ ; (2)根据图示,高温反应炉中发生的反应是碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,化学反应类型为分解反应, 故答案为:分解反应;
(3)根据图示,参加反应且又生成的物质为可循环利用的物质,整个过程中,可以循环利用物质是氢氧化钠和氧化钙,化学式为NaOH、CaO, 故答案为:NaOH、CaO。
【点睛】判断过程中可以循环利用的物质是常见题型,解题关键是认真分析流程图,注意图中箭头的有关信息,通常作为反应物参加反应后,又会重新生成的物质即是可循环利用的物质。
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