(江苏专用)2020高考化学二轮复习 第三板块 考前巧训特训 第二类 非选择题专练 5+1增分练(二)

18．(12分)(2020·苏北三市一模)实验室以食盐为原料制备焦亚硫酸钠(Na2S2O5)并测定其纯度，流程如下：

已知：①Na2SO3＋SO2===Na2S2O5，

5C2O4＋2MnO4＋16H===10CO2↑＋2Mn＋8H2O； ②焦亚硫酸钠与强酸接触则放出SO2而生成相应的盐类。

(1)反应Ⅰ的化学方程式为______________________________________；流程中X的化学式为____________。

(2)0.5 mol Na2S2O5溶解于水配成1 L溶液，该溶液pH＝4.5。溶液中部分微粒浓度随溶液酸碱性变化如图所示，写出Na2S2O5溶于水时主要反应的离子方程式为________________________________________。

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(3)为测定产品的纯度，实验步骤依次为：

步骤1：准确称取20.00 g产品于反应容器中，加入稍过量的2 mol·L的H2SO4溶液，蒸馏；将产生的SO2用200.00 mL 0.500 0 mol·L酸性KMnO4溶液吸收，完全吸收后，加水稀释得到吸收液250 mL。

步骤2：准确量取25.00 mL吸收液，用0.100 0 mol·L的K2C2O4标准溶液滴定，消耗K2C2O4标准溶液48.00 mL。

计算产品中焦亚硫酸钠(Na2S2O5)的纯度(写出计算过程)。

解析：(1)向NaCl饱和溶液中通入NH3和CO2，利用NaHCO3的溶解度小，便于从溶液中析出，则反应Ⅰ的化学方程式为NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NH4Cl＋NaHCO3↓，过滤后将滤渣加热，NaHCO3受热分解，放出CO2，即X为CO2；

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(2)Na2S2O5溶解于水所得溶液pH＝4.5，据图可知，pH＝4.5时HSO3浓度最大，即Na2S2O5

转化为HSO3，则Na2S2O5溶于水时主要反应的离子方程式为S2O5＋H2O===2HSO3。

答案：(1)NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NH4Cl＋NaHCO3↓ CO2 (2)S2O5＋H2O===2HSO3

(3)由反应5C2O4＋2MnO4＋16H===10CO2↑＋2Mn＋8H2O得关系式：2MnO4～5C2O4 2－1－3－3

步骤2中反应的n(KMnO4)＝0.100 0 mol·L×48.00×10 L×＝1.92×10 mol，

5步骤1中反应的n(KMnO4)＝0.500 0 mol·L×200×10 L －1.92×10 mol ×10＝8.08×10 mol，

由关系式：5Na2S2O5～10SO2～4MnO4可得：

5－2

20．000 g产品中n(Na2S2O5)＝8.08×10 mol× ＝0.101 mol，

40.101 mol×190 g·mol

w(Na2S2O5)＝×100%＝95.95%。

20.00 g

19．(15分)(2020·扬、泰、南、淮、徐、宿、连三模)实验室以菱镁矿(主要成分MgCO3，少量的CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料生产高纯MgO，其主要实验流程如下：

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(1)写出用热的NH4Cl溶液浸出镁元素的离子方程式：____________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在温度、搅拌时间一定的情况下，搅拌转速对Mg(OH)2的沉淀量的影响如图1所示。搅拌转速大于500转/分，Mg(OH)2沉淀量降低的原因是________________________________

________________________________________________________________________。

(3)灼烧Ⅱ所用装置如图2所示，仪器A的名称是________。为提高MgO的纯度，需充分灼烧，通过“称量”确定灼烧已经完全的方法是_____________________________________

____________________________________________________________________________。

(4)将用NH4Cl浸出所得溶液直接蒸干、灼烧也能制得MgO，该方法的缺点是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 (5)补充完整由滤渣(SiO2、Al2O3、Fe2O3)制备纯净的Al2(SO4)3·18H2O晶体的实验步骤：向一定量滤渣中加入足量的稀硫酸，充分反应后过滤，向滤液中滴加NaOH溶液至生成的沉淀不再减少，过滤，___________________________________________________________ ________________________________________________________________________，抽干，装瓶。(实验中须使用的试剂：CO2气体、稀硫酸、蒸馏水、无水乙醇)

解析：(1)根据实验流程可知，在灼烧Ⅰ后，菱镁矿中的MgCO3分解得到MgO，用热的NH4Cl溶液浸出Mg元素，原理是利用NH4的水解(NH4＋H2O

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＋

NH3·H2O＋H)，溶液呈酸性，

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2＋

＋

使得MgO溶解浸出(MgO＋2H===Mg＋H2O)，故离子方程式为MgO＋2NH4===Mg＋2NH3↑＋H2O。(2)根据图1数据，搅拌转速大于500转/分时，Mg(OH)2沉淀量降低是因为搅拌转速过快，Mg(OH)2颗粒变小，不易沉降。(3)根据图2可知，仪器A是坩埚；灼烧Ⅱ是在坩埚中加△

热发生反应：Mg(OH)2=====MgO＋H2O，当连续两次灼烧后称得固体(坩埚和固体)质量相同，说明灼烧完成。(4)根据实验流程可知，用NH4Cl浸出所得溶液中，含有MgCl2和NH4Cl，直接灼烧，Mg和NH4水解生成的NH3、HCl污染环境，Mg(OH)2分解生成MgO的纯度不高，能源消耗更大。(5)据实验流程分析，此时滤液中主要含有AlO2，向所得滤液中通入CO2气体至Al(OH)3沉淀不再增多，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀2～3次，加入稀H2SO4至Al(OH)3完全溶解，生成Al2(SO4)3，将所得Al2(SO4)3溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，用无水乙醇洗涤晶体2～3次。

答案：(1)MgO＋2NH4===Mg＋2NH3↑＋H2O

(2)搅拌转速过快，Mg(OH)2颗粒变小，不易沉降(或搅拌转速过快，促进氨气挥发) (3)坩埚 连续两次灼烧后称得(坩埚和固体的)质量相同

(4)直接灼烧生成的NH3、HCl污染环境、生成MgO纯度不高、能耗更高

(5)向所得滤液中通入二氧化碳气体至沉淀不再增多，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀2～3次，加入稀硫酸至沉淀完全溶解，将所得溶液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤，用无水乙醇洗涤晶体2～3次

20．(14分)(2020·南通一模)消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。

(1)已知： N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH＝a kJ·mol 2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)ΔH＝b kJ·mol

4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l)ΔH＝c kJ·mol

反应8NH3(g)＋6NO2(g)===7N2(g)＋12H2O(l)ΔH＝________kJ·mol。 (2)水体中过量氨氮(以NH3表示)会导致水体富营养化。

①用次氯酸钠除去氨氮的原理如图1所示。写出该图示的总反应化学方程式：____________________________________________。该反应需控制温度，温度过高时氨氮去

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除率降低的原因是________________________________________________________。

②取一定量的含氨氮废水，改变加入次氯酸钠的用量，反应一段时间后，溶液中氨氮去除率、总氮(溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素的总量)去除率以及剩余次氯酸钠的含量随m(NaClO)∶m(NH3)的变化情况如图2所示。点B剩余NaClO含量低于点A的原因是____________________________________________。当m(NaClO)∶m(NH3)>7.6时，水体中总氮去除率反而下降，可能的原因是_______________________________。

(3)电极生物膜电解脱硝是电化学和微生物工艺的组合。某微生物膜能利用电解产生的活性原子将NO3还原为N2，工作原理如图3所示。

①写出该活性原子与NO3反应的离子方程式：______________________________。 ②若阳极生成标准状况下2.24 L气体，理论上可除去NO3的物质的量为________mol。 解析：(1)将给定的三个热化学方程式依次分别编号为①、②、③，根据盖斯定律，将③×2－①×7－②×3即得目标热化学方程式8NH3(g)＋6NO2(g)===7N2(g)＋12H2O(l)，则ΔH＝(2c－7a－3b)kJ·mol；

(2)①由图1可知，发生了反应Ⅰ.NaClO＋H2O===HClO＋NaOH，Ⅱ.2NH3＋3HClO===N2＋3HCl＋3H2O，Ⅲ.HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，将Ⅰ×3＋Ⅱ＋Ⅲ×3即得总反应的化学方程式为2NH3＋3NaClO===N2＋3NaCl＋3H2O；该反应需控制温度，温度过高时氨氮去除率降低的原因是温度过高，HClO发生分解，氨氮去除率随之降低；②根据图2可知，点B剩余NaClO含量低于点A的原因是增加NaClO的量，反应速率加快，相同时间内NaClO消耗多；当

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m(NaClO)∶m(NH3)>7.6时，溶液中氨氮去除率接近100%，而水体中总氮去除率反而下降，

可能是因为有部分NH3被氧化成NO2或NO3等可溶性含氮化合物；

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