发布时间 : 星期一 文章2020-2021高考化学专题复习氧化还原反应的综合题附详细答案更新完毕开始阅读86ccf011b107e87101f69e3143323968001cf413
化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成；c、当计量数配置出现分数时应化为整数；流程题目中为提高原料酸侵效率，一般采用的方法有：减小原料粒径(或粉碎)、适当增加酸溶液浓度、适当升高温度、搅拌、多次侵取等
6．C、N、S 的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。
(1)CO2 的重整用 CO2 和 H2 为原料可得到 CH4 燃料。 已知: ①CH4 (g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H1=+247kJ/mol ②CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2=+205kJ/mol 写出 CO2 重整的热化学方程式：_____。 (2) “亚碳酸盐法”吸收烟中的 SO2
①将烟气通入 1.0mol/L 的 Na2SO3 溶液，若此过程中溶液体积不变，则溶液的 pH 不断_____(填“减小”“不变” 或“增大)。当溶液 pH 约为 6 时，吸收 SO2 的能力显著下降，应更换吸收剂，此时溶液中 c(SO32-) =0.2mol/L， 则溶液中 c(HSO3-) =_____。
②室温条件下，将烟气通入(NH4)2SO3 溶液中，测得溶液 pH 与各组分物质的量分数的变化关系如图: b 点时溶液 pH=7，则 n(NH4+)：n(HSO3—)= ______________ 。
(3)催化氧化法去除 NO。一定条件下，用 NH3 消除 NO 污染，其反应原理4NH3+6NO
5N2+6H2O。不同温度条件下，n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为 4:1、
3:1、1:3 时，得到 NO 脱除率曲线如图所示：
m-3，从 A 点到 B 点经过0.8s，该时间段内 NO 的①曲线 a 中，NO 的起始浓度为6×10-4mg·m-3·s-1。 脱除速率为_____mg·
②曲线 b 对应 NH3 与 NO 的物质的量之比是_____。
(4)间接电化学法除 NO。其原理如图所示：写出阴极的电极反应式(阴极室溶液呈酸性)_____。吸收池中除去 NO 的原理_____(用离子方程式表示)。
【答案】CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H=?163kJ/mo1 减小 1.6mol/L 3:1 1.5×10?4
-??2-2--3:1 2HSO3+2e+2H=S2O4?2H2O 2NO+2S2O4?2H2O?N2?4HSO3
【解析】 【分析】
（1）已知：①CH4 (g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H1=+247k/mol， ②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2=+205k/mol，
根据盖斯定律，①-②×2得：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)，据此计算△H；
（2）①二氧化硫通入亚硫酸钠溶液生成亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠显酸性，据此分析；根据反应方程式的量的关系计算可得；
②先判断溶质，写出电荷守恒式，在利用pH=7时，c(H+)=c(OH-)找出其他离子的等量关系，结合图示进行等量删减或替换，最后得出结果；
（3）①曲线a中，NO的起始浓度为6×10-4mg?m-3，根据图象得到A、B处的NO脱除率，可得两处的NO的浓度，再计算脱除速率；
②NH3与NO的物质的量的比值越大，NO的脱除率越大，据此分析； （4）阴极得到电子发生还原反应，结合酸性环境书写；阴极产物吸收NO。 【详解】
（1）已知：①CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H1=+247k/mol， ②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2=+205k/mol，
根据盖斯定律，由①?②×2得反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H=△H1?2△H2=?163kJ/mo1，
故答案为：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H=?163kJ/mo1；
（2）①将烟气通入1.0mol/L的Na2SO3溶液，二氧化硫与亚硫酸钠和水反应生成亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠以电离为主，显酸性，故溶液pH不断减小；向亚硫酸钠溶液中通入二氧化硫生成亚硫酸氢钠，反应方程式SO2+Na2SO3+2H2O=2NaHSO3，溶液中反应的亚硫酸根离子和生成亚硫酸氢根离子的物质的量比为1：2，即溶液中参加反应的亚硫酸根为(1.0?0.2)mol/L，则生成c(HSO3)=2×(1.0?0.2)mol/L=1.6mol/L， 故答案为：减小；1.6mol/L；
②b点时溶液pH=7，此时溶液中的溶质是(NH4)2SO3和NH4HSO3，根据电荷守恒：c(NH4)+c(H+)=c(OH?)+c(HSO3)+2c(SO3)，因pH=7，故c(H+)=c(OH?)，则
c(NH4)=c(HSO3)+2c(SO3)，由图可读出b点时，c(HSO3)=c(SO3)，则c(NH4)=3 c(HSO3)，因在同一体系，n(NH4)：n(HSO3)=3：1， 故答案为：3：1；
（3）①曲线a中，NO的起始浓度为6×10?4mg?m?3，A点的脱除率为55%，B点的脱除率
-+++--2--2--2-+-为75%，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为6×10?4mg?m?3×(0.75?0.55)÷0.8s=1.5×10?4mg?m?3?s?1， 故答案为：1.5×10?4；
②NH3与NO的物质的量的比值越大，NO的脱除率越大，则物质的量之比分别为4：1，3：1，1：3时，对应的曲线为a，b，c，即曲线b对应的物质的量之比是3：1， 故答案为：3：1；
（4）阴极得到电子发生还原反应，根据图可知是HSO3在酸性条件下发生还原反应，生成
2--??2-2-S2O4，其电极反应式为2HSO3+2e+2H=S2O4?2H2O；根据图示，吸收池中S2O4-和NO是反应物，N2和HSO3是生成物，则吸收池中除去NO的原理是：
2--2NO+2S2O4?2H2O?N2?4HSO3，
-??2-2--故答案为：2HSO3+2e+2H=S2O4?2H2O；2NO+2S2O4?2H2O?N2?4HSO3。
-【点睛】
陌生电极反应式的书写步骤：①根据题干找出反应物以及部分生成物，根据物质变化分析化合价变化并据此写出得失电子数；②然后根据电荷守恒配平电极反应式，在配平时需注意题干中电解质的环境；③然后检查电极反应式的守恒关系（电荷守恒、原子守恒、转移电子守恒等）。
7．生物浸出是用细菌等微生物从固体中浸出金属离子，有速率快、浸出率高等特点。氧化亚铁硫杆菌是一类在酸性环境中加速 Fe2+氧化的细菌，培养后能提供 Fe3+， 控制反应条件可达细菌的最大活性，其生物浸矿机理如下图。
反应1 反应2
（1）氧化亚铁硫杆菌生物浸出 ZnS 矿。 ①反应 2 中有 S 单质生成，离子方程式是__。
② 实验表明温度较高或酸性过强时金属离子的浸出率均偏低，原因可能是__。 （2）氧化亚铁硫杆菌生物浸出废旧锂离子电池中钴酸锂（LiCoO2）与上述浸出机理相似，发生反应1 和反应3：LiCoO2 +3Fe3+=Li++ Co2++3Fe2++O2↑ ①在酸性环境中，LiCoO2 浸出 Co2+的总反应的离子方程式是__。
++
②研究表明氧化亚铁硫杆菌存在时，Ag对钴浸出率有影响，实验研究 Ag的作用。取
LiCoO2 粉末和氧化亚铁硫杆菌溶液于锥形瓶中，分别加入不同浓度 Ag+的溶液，钴浸出率（图 1）和溶液 pH（图 2）随时间变化曲线如下：
图1 不同浓度Ag+作用下钴浸出率变化曲线 图2 不同浓度Ag+作用下溶液中pH变化曲线
Ⅰ．由图 1 和其他实验可知，Ag能催化浸出 Co2，图 1 中的证据是__。 Ⅱ．Ag是反应 3 的催化剂，催化过程可表示为： 反应 4：Ag+LiCoO2=AgCoO2+Li 反应 5：……
反应 5 的离子方程式是__。
Ⅲ．由图 2 可知，第 3 天至第 7 天，加入 Ag+后的 pH 均比未加时大，结合反应解释其原因：__。
【答案】ZnS+2Fe3+=Zn2++S+2Fe2+ 细菌的活性降低或失去活性 4LiCoO2 +12H+
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4Li++4Co2++6H2O +O2↑ 加入Ag+明显提高了单位时间内钴浸出率，即提高了钴浸出速率 AgCoO2+3Fe3+=Ag++ Co2++3Fe2++O2↑ 加入Ag+催化了反应3，使LiCoO2浸出的总反应的化学反应速率加快，相同时间内消耗H更多，故加入Ag后的pH比未加时大 【解析】 【分析】 【详解】
（1）①由题给示意图可知，反应 2为Fe3+与ZnS发生氧化还原反应生成Zn2+、S和Fe2+，反应的离子方程式为ZnS+2Fe3+=Zn2++S+2Fe2+，故答案为：ZnS+2Fe3+=Zn2++S+2Fe2+； ② 细菌为蛋白质，温度较高或酸性过强时，蛋白质变性，细菌的活性降低，导致金属离子的浸出率均偏低，故答案为：细菌的活性降低或失去活性；
（2）①在酸性环境中，细菌做催化剂，使LiCoO2中+3价的Co元素将-2价O元素氧化，
+++
反应生成Li、Co2、O2和H2O，反应的离子方程式为4LiCoO2 +12H
++
4Li+4Co2+6H2O
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+
+O2↑，故答案为：4LiCoO2 +12H+
+
4Li++4Co2++6H2O +O2↑；
+
②Ⅰ．由图1可知，加入Ag明显提高了单位时间内钴浸出率，说明Ag做催化剂，提高了钴浸出速率，故答案为：加入Ag+明显提高了单位时间内钴浸出率，即提高了钴浸出速率；
Ⅱ．由催化剂的催化机理可知，反应4中Ag+做反应物，则反应5中Ag+做生成物，即中间产物AgCoO2与Fe3+反应生成Ag+、Co2+、Fe2+和O2，反应的化学方程式为
AgCoO2+3Fe3+=Ag++ Co2++3Fe2++O2↑，故答案为：AgCoO2+3Fe3+=Ag++ Co2++3Fe2++O2↑； Ⅲ．由图 2 可知，第 3 天至第 7 天，加入 Ag+后的 pH 均比未加时大，原因是加入Ag+