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微课时突破3 融入实践强应用(新情境下信息型化学方程式的书写)
信息型化学方程式的书写由于情境新颖、信息丰富、变化多端,常使学生未做而惧三分,是学生易失分题目。多出现在实验综合题和工艺流程题中,实验综合题中方程式的书写以题干信息的挖掘为主,工艺流程题中以框图信息为突破点。突破信息型方程式的书写,需判断是否为氧化还原反应,若是氧化还原反应则要抓住反应本质“得失电子守恒”,利用氧化还原反应配平的方法和技巧,多练多悟就能掌握这一难点。
一、集训高考真题——明考法
1.(2022·北京等级考)CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用,原理如图1所示。反应①完成之后,以N2为载气,以恒定组成的N2、CH4混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2,在催化剂上有积碳。
下列说法不正确的是( )
A.反应①为CaO+CO2===CaCO3;反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2
B.t1~t3,n比n(CO)多,且生成H2速率不变,可能有副反应CH4C+2H2
C.t2时刻,副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率
D.t3之后,生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生
解析:选C 由题干图1所示信息可知,A正确;由题干图2信息可知,t1~t3,n比n(CO)多,且生成H2速率不变,且反应过程中始终未检测到CO2,在催化剂上有积碳,故可能有副反应CH4C+2H2,B正确;反应②生成H2和CO的反应速率相等,而由t2时刻信息可知,H2的反应速率未变,仍然为2 mmol·min-1,而CO变为1~2 mmol·min-1之间,故说明副反应生成H2的速率小于反应②生成H2速率,C错误;由题干图2信息可知,t3之后,CO的速率为0,CH4的速率逐渐增大,最终恢复到1,是因为反应②不再发生,而后副反应也逐渐停止反应,D正确。
2.(2022·全国乙卷·节选)二草酸合铜(Ⅱ)酸钾
(K2[Cu(C2O4)2])可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤:
Ⅰ.取已知浓度的CuSO4溶液,搅拌下滴加足量NaOH溶液,产生浅蓝色沉淀。加热,沉淀转变成黑色,过滤。
Ⅱ.向草酸(H2C2O4)溶液中加入适量K2CO3固体,制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。
Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80~85 ℃,加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后,趁热过滤。
Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩,经一系列操作后,干燥,得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体,进行表征和分析。
回答下列问题:
(1)由CuSO4·5H2O配制Ⅰ中的CuSO4溶液,下列仪器中不需要的是____________(填仪器名称)。
(2)Ⅱ中原料配比为n(H2C2O4)∶n(K2CO3)=1.5∶1,写出反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)由CuSO4·5H2O固体配制硫酸铜溶液,需用天平称量一定质量的CuSO4·5H2O固体,将称量好的固体放入烧杯中,用量筒量取一定体积的水溶解CuSO4·5H2O,因此用不到的仪器有分液漏斗和球形冷凝管。(2)草酸和碳酸钾以物质的量之比为1.5∶1发生非氧化还原反应生成KHC2O4、K2C2O4、CO2和水,依据原子守恒可知,反应的化学方程式为3H2C2O4+2K2CO3===2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑。
答案:(1)分液漏斗、球形冷凝管
(2)3H2C2O4+2K2CO3===2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑
3.(2022·江苏等级考·节选)硫铁化合物(FeS、FeS2等)应用广泛。纳米FeS可去除水中微量六价铬[Cr(Ⅵ)]。在pH=4~7的水溶液中,纳米FeS颗粒表面带正电荷,Cr(Ⅵ)主要以HCrO、Cr2O、CrO的形式存在,纳米FeS去除水中Cr(Ⅵ)主要经过“吸附→反应→沉淀”的过程。已知:Ksp(FeS)=6.5×10-18,Ksp=5.0×10-17;H2S电离常数分别为Ka1=1.1×10-7、Ka2=1.3×10-13。
则在弱碱性溶液中,FeS与CrO反应生成Fe(OH)3、Cr(OH)3和单质S,其离子方程式为________________________________________________________________________
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