《空气资源 海水资源》.doc
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1、1例析双氧水和臭氧的性质例析双氧水和臭氧的性质 、用途、用途例例 1、使用假冒伪劣化妆品,脸上有时会出现一些黑色斑点。这主要是伪劣化妆品里含有铅白2PbCO3Pb(OH)2与皮肤中的硫化物产生黑色硫化铅的缘故。除去这种黑色斑点的主要方法是选用合 宜的氧化剂将其氧化为难溶于水和酸的白色化合物。供选择的氧化剂有:漂白粉高锰酸钾 H2O2(双氧水),试回答: (1)应选用何种氧化剂去掉 PbS,是 。 (2)去掉 PbS 时可能的化学方程式是 。 解析解析 首先看清题意是将黑色的硫化铅氧化为难溶于水和酸的白色化合物。铅盐中 PbSO3为白色但 溶于酸,PbSO4是不溶于水和酸的白色化合物。由此可知
2、PbS 中的 S2-氧化成 SO42-在这个过程中显然 要有氧。再从几种供选用的氧化剂考虑,不应该在脸上使用漂白粉,因为它会腐蚀皮肤。若用消毒 剂 KMnO4虽然能使 PbS 氧化,但人的皮肤近中性,KMnO4的还原产物不是 Mn2+盐而是 MnO2,MnO2显 黑褐色比 PbS 更难消除,显然也不行。而 H2O2的还原产物是 H2O,是合理的选择。 答案答案 (1)选用适宜浓度的 H2O2溶液。H2O2把 PbS 氧化成 PbSO4而不留下其他难以消除的固体,也 不会对人体产生危害。 (2)PbS + 4H2O2 = PbSO4 + 4H2O 例例 2、下图是一套实验室制取气体的装置,用于发
3、生、干燥和收集气体。下列各组物质中能用这套 装置进行的是( ) AMnO2和浓盐酸 BZn 和稀 H2SO4 CMnO2和 H2O2 DCaCO3和盐酸 解析解析 上述装置用于反应不需加热、生成的气体可用浓 H2SO4干燥、 并使用向上排空气法收集的气体的制取。结合上述条件,A 中制取 Cl2需加热,B 中制 H2只能用向下排空气法收集,而 C 中制 O2和 D 中制 CO2均符合。 答案答案 C D 知识剖析知识剖析 双氧水是一种无色粘稠状液体,呈弱酸性。市售双氧水中 H2O2的质量分数一般约为 30%。双氧水化学性质不稳定,容易分解产生氧气,具有强氧化性,在化学反应中作强氧化剂。利 用其强
4、氧化性,双氧水可作漂白剂、消毒剂。 例例 3、下列关于臭氧性质的叙述中不正确的是 臭氧比氧气的氧化性更强,能将 Ag、Hg 等较不活泼的金属氧化 臭氧可以杀死许多细菌,是一种良好的消毒剂 臭氧和活性炭一样,能够吸附有机色素,是一种很好的脱色剂 臭氧和氧气在一定条件下可以相互转化 例例 4、下列各组物质属于同素异形体的是( )。 A63 Li 与73 Li B氧气与臭氧(O3) CCH3COOH 与 HCOOCH3 DC2H6与 C3H8 例例 5、 臭氧(O3)与次氯酸(HClO)一样具有较强的氧化性,在日常生活中可用作 剂和 剂。 解析解析 臭氧具有极强的氧化性,元素周期表中几乎所有元素都能
5、与它反应。有些染料受到臭氧的强 烈氧化作用会褪色,臭氧还可以杀死许多细菌,因此,臭氧是一种很好的脱色剂和消毒剂。臭氧还 具有不稳定性,会分解产生氧气。同时,氧气在高压放电时会形成臭氧。例 3 中的 A、B、D 项是 正确的,C 项中臭氧和活性炭作为脱色剂时原理不一样,所以 C 项是错误的。例 4 中63 Li 与73 Li 互为同位素,属常识性认识的内容,本题让学生根据同素异形体的概念进行排除选择;C 项中 CH3COOH 与 HCOOCH3互为同分异构体,D 项中 C2H6与 C3H8互为同系物。 例 5 中臭氧的性质2和用途由次氯酸的性质和用途迁移得出。 答案答案 例 3:C 例 4:B
6、例 5:漂白 消毒 知识剖析知识剖析 自然界存在两种氧单质 O3和 O2,它们互为同素异形体。在常温常压下,臭氧是一种有 特殊臭味的淡蓝色气体,它的密度比氧气的密度大。臭氧具有极强的氧化性, 除铂、金、铱、氟 以外,臭氧几乎可与元素周期表中的所有元素反应。地球高空中的臭氧层能吸收来自太阳的紫外线 辐射,是人类和生物的保护伞。氟氯烃是破坏臭氧层的“元凶” 。同素异形体是指同一元素构成的 不同单质,同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核数。氧气的制法氧气的制法 燃烧燃烧氧气的工业制法有分离液态空气制氧气即深冷分离法,将空气变压吸附分离、膜分离可获得富 氧空气。氧气的实验室制法有加热氯酸
7、钾和二氧化锰的混合物、加热高锰酸钾等方法。燃烧是指发 光发热的剧烈的化学反应。氧气具有氧化性,是一种能够支持燃烧的气体。下面我将通过如下几道 例题,让大家掌握氧气的制法和氧气的性质,并进一步探索有氧气参与的燃烧和与此有关的生活常 识。 例 1、实验室制取氧气大至可分为下列步骤:a、点燃酒精灯,加热试管;b、检查装置气密性;c、 将高锰酸钾装入试管,用带导气管的塞子塞紧试管,并把它固定在铁架台上;d、用排水法收集氧 气;e、熄灭酒精灯;f、将导管从水槽中取出。正确操作的顺序是( ) (A)bcadef (B)cbadef (C)bcadfe (D)cbadfe 解析解析:进行实验一定要以安全,不
8、发生意外事故,现象明显,结果正确,且节约药品为原则。所以 实验室制取气体应按照一定的正确步骤顺序进行。 在实验室制取氧气时,实验开始时的操作顺序尤为重要。首先应检验装置的气密性,再向试管 中装入药品,用带导气管的塞子塞紧试管,并把试管固定在铁架台上,如果两者顺序颠倒,一旦仪 器的气密性不好,则造成药品的浪费。实验室完成时应先将导气管从水槽中取出,然后熄灭酒精灯, 如果两者的顺序相反,则易使水槽中的水沿导气管进入热试管内,使试管发生炸裂事故。所以应选 C。 例例 2、下列变化中,与其它三种变化有着本质区别的是 A.工业上用分离液态空气的方法制氧气 B.实验室中用加热高锰酸钾的方法制氧气 C.铁在
9、潮湿的空气中生锈 D.用铁矿石冶炼成铁 例例 3、当液态空气温度升高达到刚沸腾时,在蒸发出的气体中: A.基本上不含氧气 B.氮气占体积的 78% C.基本上不含氮气 D.氮气含量稍高于体积的 78% 解析解析:例 2 考查的是物理变化和化学变化的区别,同学们要会判断上述变化是物理变化还是化学变 化。A 项工业制氧气是根据空气中各组分的沸点不同进行精馏分离,属物理变化。B 、C、D 项都 属于化学变化,所以此题选 A。例 3 中工业上用分离液态空气的方法制氧气,是根据空气中各组分 的沸点不同进行精馏分离,由于氧气的沸点比氮气高,当液态的空气温度升高达到刚沸腾时,首先 蒸发出来的气体是氮气,所以
10、基本上不含氧气。液态空气刚沸腾时,逸出的气体全部是氮气,所以 B、C、D 项不正确。正确答案是 A。 例例 4、做家庭小实验:取 2 个石棉网,分别放上一小匙白糖,在其中的一小匙白糖上面洒满普通香3烟的烟灰然后用燃着的木条分别点燃二处的白糖,观察现象并回答问题:哪一块石棉网上的白糖燃 烧?火焰 的焰色呈什么色?把燃烧后的剩余物质洒在另一块未燃烧的白糖上面,再用燃着的木条 点燃,观察现象。请回答烟灰在这个反应中的作用。 解析解析:这是一组对比实验,做实验时要仔细观察实验现象,要联想学过的知识进行分析、判断,运 用化学知识理解一些简单化学问题。并在获取知识和技能的同时,提高实验能力,发扬探索精神。
11、 洒满烟灰的白糖能够被点燃,未洒烟灰的白糖不能点燃,这说明烟灰能改变白糖着火点。把燃烧后 的剩余物质,洒在未燃烧的白糖上面,白糖依旧可以被点燃,这说明烟灰在白糖燃烧前后化学性质 没有改变。所以说烟灰在这个反应中起催化作用,烟灰是这个反应的催化剂。 答案是未洒香烟灰的白糖点燃时不燃烧。洒满烟灰的白糖点燃能够燃烧,发出蓝色火焰。把燃烧后 的剩余物质,洒在另一块未燃烧的白糖上面,再用燃着的木条点燃,白糖燃烧,发出蓝色火焰。烟 灰在这个反应中起催化作用,烟灰是这个反应中的催化剂。 例例 5、每个人都应懂得防火知识,并学会火灾时如何逃走。例如,当高层楼房下层起火,火势凶猛 无法扑灭时,下列逃生措施中正确
12、的是( ) 沿楼梯迅速下楼; 用湿毛巾堵住口鼻; 匍匐前进,寻找安全出口; 封闭房门; 迅速转移到阳台,用绳索下坠; 跳楼。 A、 B、 C、 D、 解析:解析:遇险可求助他人,但在等待救助的同时,首先应想到自救,自救一定要从安全出发,选择适 当的方式迅速脱离险境。 高层楼房下层起火,沿楼梯迅速下楼已不可能。跳楼会被摔伤,这是危险之举,不可取。用湿毛巾 堵口鼻,可避免吸入有害气体;封闭房门,可减缓大火袭击;匍匐前进,能防止被烟呛倒;迅速转 移到阳台,用绳索下坠可逃生。另一方面,转移到阳台也有利于他人救助。所以答案应选 D。 例例 6、1992 年海湾战争期间,科威特大批油井被炸起火燃烧,我国救
13、援人员在灭火工作中作出了贡 献。下列措施不可能用于油井灭火的是( ) A、设法降低石油的着火点 B、设法使火焰隔绝空气 C、设法阻止石油喷射 D、设法降低油井井口的温度 解析解析:可燃物燃烧,需要同时满足两个条件,一是可燃物要与氧气接触,二是要使可燃物达到着火 点。知道可燃物的燃烧条件,也就不难理解灭火原理。 着火点是使物质能够持续燃烧的最低温度,着火点是物质本身的性质,一般是不能改变的。油井已 经起火燃烧,即石油已达到着火点。灭火应从将可燃物跟空气隔绝或将可燃物的温度降到着火点以 下的思路去考虑。从本题实验出发,还可以考虑切断可燃物的来源,即阻止石油喷射。答案是 A“氨的工业合成氨的工业合成
14、”例题解析例题解析例例 1在总压强为 3105帕下,将氮、氢混和气体通入合成塔,反应达平衡时,按的体积百分含量为 20%,平衡时压强为( )A、1107帕 B、2.5107帕 C、5107帕 D、10107帕解析解析如按常规法计算,则很繁琐。对于本题,不妨将压强转化为气体的物质的量,即看成为 3mol氮、氢混和气体参加反应,求平衡时气体物质的总物质的量。假设 N2、H2按物质的量 1:3 混和并完全反应生成 NH3,从反应式 N2+3H2 2NH3,可看出,3mol 反应物最多能生成 1.5molNH3,也即4平衡时气体总压强必在 3107帕1.5107帕之间。例例 2下列有关合成氨工业的途述
15、,可用勒沙特列原理来解释的是()A、使用铁触媒,使 N2和 H2混合气体有利于合成氨B、高压比常压条件更有利于合成氨的反应C、500C左右比室温更有利于合成氨的反应D、合成氨时采用循环操作,可提高原料的利用率解析解析由于使用铁触媒能同等程度地加快正、逆反应速度,V正和 V逆仍然保持相等,所以它不破坏化学平衡状态,平衡不发生移动,只能缩短达到合成氨平衡的时间,显然,选项 A 不能用勒沙特列原理解释。合成 NH3的反应特点之一是正反应是气体体积缩小的反应,当其他条件不变时,增大压强平衡向减小压强即向气体体积减少方向移动,所以高压将有利于 NH3的合成,选项 B 符合。合成 NH3的另一特点是正反应
16、为放热反应,低温虽有利于平衡向正反应方向移动,但反应速率太慢,生产周期太长,所以在生产上一般采用提高温度(500。C)加快反应速率的方法来提高NH3的生产率。另一方面,选用 500。C是考虑到此温度下催化剂活性最大,因此选项 C 不能用勒沙特列原理来解释。合成氨采用循环操作,并没有涉及化学平衡的移动,因此选项 D 也不能用勒沙特列原理解释。 例例 3合成氨工业上采用循环操作的主要是因为( ) A 加快反应速率 B能提高 NH3的平衡浓度 C降低 NH3的沸点 D 提高 N2和 H2的利用率 解析解析:循环操作后由于增大了反应物 N2、H2的浓度,加快了反应的速率,从而也提高了氨气的 平衡浓度,
17、但是主要目的是提高 N2和 H2的利用率。例例 4把氮气和氢气以 1:1 的物质的量比混匀后分成四等分,分别同时充入 A、B、C、D 四个装有催化剂的真空容器中(容器的容积固定) ,在保持相同温度的条件下,四个容器中的合成氨反应相继达到化学平衡状态,分析表中实验数据后回答问题(用 A、B、C、D 填空)容器代号ABCD平衡时混合物的平均相对分子质量1617平衡时 N2的转化率20%平衡时 H2的转化率30%(1)都达到平衡时,_容器中 NH3的物质的量所占的比例最大。(2)达到平衡时所需时间最长的容器是_。(3)四个容器容积由小到大的排列次序是_。解析解析先求出平衡时物质 N2或 H2的转化率
18、,说明压强越大,体积越小,浓度越大,反应速率越快, 达到平衡时间越短。N2 + 3H2 2NH35起始(mol) 1 1 0变化(mol) x 3x 2x平衡(mol) 1x 13x 2xM=11611 32xxx , xc=0.0672如 M=11711 32xxx ,xD=0.12由 3x/1=30% 得 xB=0.10 N2的转化率:xAxDxBxC 所以体积:VAvDvBvc 平衡时间:tA Na+。氢离子易失去电子,生成氢气。阴离子:Cl、OH。还原性:Cl OH。氯离子易失去电 子,生成氯气。相应的电极反应为:阳极反应:2Cl2e =Cl2阴极反应:2H+ + 2e =H2 因此在
19、阳极产生氯气,在阴极生成氢气与氢氧化钠。总的电极反应方程式为:2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2+ H2可以总结出氯碱工业的化学原理:2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2+ H2, 氯气可以与碱反应,氢气与氯气混合是一件 很危险的事情。这都是在氯碱工业中应避免的问题, 因此工业上采取的方法是利用离子交换法制烧碱, 具体装置如图: 通电时,水在阴极表面放电生成 H2,Na+穿 过离子膜由阳极室进入阴极室,导出的阴极液中含 有 NaOH;Cl则在阳极表面放电生成 Cl2。电解后 的淡盐水从阳极导出。 离子交换膜法电解制碱的主要生产流程如下所示:为什么电解氯化钠水溶液是 C
20、l-和 H+被电解出来,其他离子不能,因为用惰性电极电解时, 各阳离子的放电顺序:Ag+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+(和 金属活动顺序刚好相反);阴离子的放电顺序:S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子。 例 1:(2004 年全国理综)电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一 个电解池, 装有电解液 a;X、Y 是两块电极板,通过导线与直流电源相连。 请回答以下问题: (1)若 X、Y 都是惰性电极,a 是饱和 NaCl 溶液,实验开始时,同 时在两边各滴入几滴酚酞试液,则 电解池中 X 极上的电极反应式为 。在 X 极附近观察到的现象是
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