______________________________________________________________。
(4)在氯氧化法处理含CN的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一)，氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。某厂废水中含KCN，其浓度为650 mg·L。现用氯氧化法处理，发生如下反应：KCN＋2KOH＋Cl2===KOCN＋2KCl＋H2O，投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气：2KOCN＋4KOH＋3Cl2===2CO2＋N2＋6KCl＋2H2O。若处理上述废水20 L，使KCN完全转化为无毒物质，至少需液氯________g。
解析 (1)根据价键规律，可知C、N之间以三键结合，H和C之间以单键结合。H显＋1价，N的非金属性比C强，N显－3价，则C显＋2价。(2)NaCN是强碱弱酸盐，CN水解使溶液显碱性。因为HCN和Na2CO3反应生成NaHCO3，说明HCN的酸性比H2CO3弱但比HCO3强，在NaCN溶液中通入CO2会生成HCN和NaHCO3。(3)NaCN＋H2O2＋H2O===A＋NH3↑，根据质量守恒，可知A为NaHCO3。H2O2作氧化剂时，其还原产物H2O没有污染性，故H2O2常被称为“绿色氧化剂”。(4)20 L废水中含KCN的质量为：650 mg·L×20 L＝13 000 mg＝13 g。合并两步反应的化学方程式得：2KCN＋8KOH＋5Cl2===10KCl＋2CO2＋N2＋4H2O，则：m(Cl2)＝(355×13÷130)g＝35.5 g。 答案 (1)＋2 (2)CN＋H2O
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－
－1
－－
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HCN＋OH CN＋H2O＋CO2===HCO3＋HCN
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(3)NaHCO3 H2O2作氧化剂时，其还原产物H2O没有污染性 (4)35.5
考点指导2 主题素材确定型元素化合物综合题
【题型说明】
以某一主题组织素材的综合应用题，考查范围广，不但可考查常见元素的单质及其化合物的相互转化，还可结合基本理论进行考查，如：物质结构及元素周期律、化学平衡及电离平衡理论、氧化还原及电化学知识等。解答这一类题时，先要仔细审题，了解命题意图及考查的知识点，然后认真分析已知条件并结合已学知识分析注意事项、补充所缺项目，使整个题目前后连贯起来，规范做出正确答案。
【案例2】 铜是一种古老而又年轻的金属元素，铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。
(1)古代留下来的青铜器表面呈绿色，原因是在潮湿的空气中，铜易发生腐蚀生成铜绿，有
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关反应的化学方程式为：_____________________________________ _____________________________________________________________。
(2)现代工业主要采用高温冶炼黄铜矿(CuFeS2，也可表示为Cu2S·Fe2S3)的方法获得铜。火800 ℃
法炼铜首先要焙烧黄铜矿：2CuFeS2＋4O2=====Cu2S＋3SO2＋2FeO，每转移0.6 mol电子，有________ mol硫原子被氧化。
(3)CuSO4可用于游泳池水的消毒，原因是_________________________ ______________________________________________________________。
(4)向CuCl2和FeCl3的混合溶液中加入CuO粉末会产生新的沉淀，该沉淀的主要成分的化学式为________(已知：Fe水解程度比Cu大)。
(5)利用Cu和FeCl3溶液的反应可制作印刷电路板，为了从含有FeCl3、FeCl2、CuCl2的废液中回收Cu，某化学兴趣小组的同学设计了以下两种实验方案：
方案1：向废液中加入过量铁粉，充分反应后过滤。在所得滤渣中加入足量盐酸，充分反应后，再过滤即得到铜。方案1中涉及的四种阳离子的氧化性由强到弱的顺序为________。 方案2：在废液中加入适量的盐酸调节溶液的pH＝1，用铜和石墨作电极进行电解。当观察到阴极上有少量气泡产生时，即停止电解，这时Cu已全部析出，在电极上可直接回收铜。操作上比方案1简便，但方案2也有不足之处，主要表现为________。
解析 (1)在潮湿的空气中，铜易与O2、H2O、CO2发生反应生成铜锈，铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3。(2)在CuFeS2中Cu、Fe、S三种元素的化合价依次是＋1、＋3、－2，2 mol CuFeS2发生反应时，转移18 mol电子，有3 mol硫原子被氧化，则每转移0.6 mol电子，有0.1 mol硫原子被氧化。(3)CuSO4是重金属盐，能使蛋白质变性，可杀灭水中的细菌。(4)CuCl2和FeCl3水解使溶液显酸性，向混合溶液中加入CuO时，CuO与水解生成的酸反应，使水解平衡正向移动，因Fe水解程度比Cu大，故主要生成Fe(OH)3沉淀。(5)根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可知氧化性：Fe＞Cu＞H＞Fe。方案2电解时有污染性的气体Cl2产生，且能耗大。 答案 (1)2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3 (2)0.1
(3)CuSO4能使蛋白质变性 (4)Fe(OH)3
(5)Fe＞Cu＞H＞Fe 有污染性气体Cl2产生，使用了电解装置，成本较高
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3＋
2＋
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【对点训练2】 硫的化合物丰富多彩，且都有一定的用途。
(1)用作橡胶工业的硫化剂S2Cl2的分子结构中每个原子均满足8电子稳定结构，S2Cl2的电子式为________。S2Cl2遇水很容易发生水解反应生成一种淡黄色固体和两种气体，其反应的化学方程式为________________________________。
(2)用作氧化剂的过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]属于离子化合物，易溶于水，其可由硫酸铵[(NH4)2SO4]为原料制备。
①(NH4)2SO4溶液呈酸性的原因是________________________(用离子方程式表示)，(NH4)2SO4中各种离子的浓度由大到小的顺序为________________________。
②若硫酸铵溶液的浓度为250 g·L，其物质的量浓度是________mol·L。 ③(NH4)2S2O8在Ag的催化作用下能将Mn
＋
2＋
－1
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氧化成MnO4，其反应的离子方程式为
－
__________________________________________________________。
(3)Na2S2O4在空气分析中常用来吸收氧气，当吸收氧气、水蒸气后发生反应时，若还原剂和氧化剂的物质的量之比为1∶1，则产物为________(填化学式)。
解析 (1)S2Cl2中每个原子均满足8电子稳定结构，其结构式为Cl—S—S—Cl，则电子式为
；由题意可知有S生成，根据氧化还原反应和水解反应的规律知有
HCl、SO2生成，则发生反应的化学方程式为2S2Cl2＋2H2O===4HCl↑＋SO2↑＋3S↓。 (2)①(NH4)2SO4溶液因NH4水解而呈酸性，则水解方程式为NH4＋H2O
＋
2－
＋
－
＋
＋
NH3·H2O＋H；
＋
(NH4)2SO4水解是一个微弱的过程，则c(NH4)＞c(SO4)＞c(H)＞c(OH)。②c＝[250÷(18×2＋32＋16×4)] mol·L＝1.89 mol·L。③根据氧化还原反应中得失电子守恒以及电荷Ag－2－＋守恒可得离子方程式2Mn＋5SO＋8H2O=====2MnO4＋10SO4＋16H。(3)根据还原剂和氧化
2＋
2－
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＋
－1
－1
剂的物质的量之比为1∶1以及得失电子守恒可写出反应的化学方程式Na2S2O4＋O2＋H2O===NaHSO4＋NaHSO3；产物为NaHSO4和NaHSO3。
答案 (1) (2)①NH4＋H2O
＋
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＋
＋
2S2Cl2＋2H2O===4HCl↑＋SO2↑＋3S↓
NH3·H2O＋H c(NH4)＞c(SO4)＞c(H)＞c(OH) ②1.89 ③2Mn＋
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2＋
Ag－2－＋
5SO＋8H2O=====2MnO4＋10SO4＋16H (3)NaHSO4和NaHSO3
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考点指导3 元素化合物综合题中的环境保护和绿色化学
【题型说明】
以单质及其化合物的性质，考查环境保护与绿色化学的应用是近几年高考命题的热点；是一类与社会、生产、生活结合较为紧密的一类题目，题中一些答案的制定经常具有一定的开放性，作答时，要联系生产、生活实际，充分利用化学语言，敢于下笔。
【案例3】 (北京卷)研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。 (1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO3占95%。写出CO2溶于水产生HCO3的方程式：______________________________________。 (2)在海洋碳循环中，通过下图所示的途径固碳。
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①写出钙化作用的离子方程式：_____________________________________ _______________________________________________________________。
②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O，用O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整：
光能18
________＋________=========(CH2O)x＋xO2＋xH2O
叶绿体
(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳，可采用如下方法：
①气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。
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②滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3，再用x mol·LHCl溶液滴定，消耗y mL HCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度＝________ mol·L。
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－1
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(4)利用如图所示装置从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量。
①结合方程式简述提取CO2的原理：_________________________________ _______________________________________________________________。
②用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海。处理至合格的方法是___________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________。
[名师评析] 本题以CO2在海洋中的转移和归宿为素材，考查有关化学反应原理知识，难度不大，要求学生掌握弱电解质的电离、化学方程式的书写以及利用守恒观点配平方程式，第(3)小问则考查学生化学实验设计与计算能力，第(4)问利用电化学有关理论从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量，体现了化学与环境保护、理论与实际相结合的特点。 解析 (1)CO2溶于水生成H2CO3，H2CO3电离出H和HCO3 。(2) ①根据钙化作用的反应物是HCO3 和Ca，生成物是CaCO3和CO2，故不难写出反应的离子方程式为2HCO3＋Ca===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。②根据元素守恒及示踪原子的标记知，方程式中的填空为：xCO2和2xH2O。(3) ①该装置为洗气瓶的装置，要注意装置中长管进、短管出，且用分液漏斗滴加酸化所用试剂稀硫酸，因HCl易挥发出来影响后续的滴定而不能用盐酸。②根据该滴定过程得关系式：CO2～HCO3～HCl，n(CO2) ＝n(HCl)＝xmol·L×y×10L＝xy×10 mol，所以c(CO2)＝
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2＋
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xy×10－3 molxy－1
＝ mol·L。(4) ①a室的电极连接电源的正极，作阳极，发生氧化反应：－3z×10 Lz2H2O―4e=== O2↑＋4H，c(H)增大，H从 a 室通过阳离子交换膜进入 b 室，发生反应：HCO3＋H===CO2↑＋H2O。②海水的pH≈8，电解后的海水pH＜6，呈酸性；c室的反应：2H2O＋2e=== H2↑＋2OH，可用c室排出的碱液与从b室排出的酸液中和调至接近装置入口海水的pH，即处理合格。 答案 (1)CO2＋H2O
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H2CO3、H2CO3H＋HCO3
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