2019高考化学 难点剖析 专题35 化学反应速率及影响因素练习.doc

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专题35 化学反应速率及影响因素 1．（2018届宁夏银川市第二中学高三三模考试）下列实验能达到相应目的的是（ ） 选项 A B C D 实验过程 实验目的 将乙二醇转化为乙二酸 比较氯化铁和二氧化锰对H2O2分解反应的催化效果 证明稀硝酸与铜反应时表现出氧化性 用SO2与Ba(NO3)2反应获得BaSO3沉淀 【答案】C 2．（2018届福建省厦门市双十中学高三第八次能力考试）工业碳酸钠(纯度约为98％)中含有Mg2＋、Fe2＋、Cl－和SO42－等杂质，提纯工艺流程如下： 下列说法不正确的是 A． 步骤①，通入热空气可加快溶解速率 B． 步骤②，产生滤渣的离子反应为：Mg2+ + Fe3+ + 5OH- == Mg(OH)2↓+ Fe(OH)3↓ C． 步骤③，趁热过滤时温度控制不当会使Na2CO3•H2O中混有Na2CO3•10H2O等杂质 D． 步骤④，灼烧时用到的主要仪器有铁坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯 【答案】B 3．（2018届东北三省四市教研联合体高三高考模拟试卷一）下列实验操作、现象和实验结论均正确的是 实验操作 现象 结论 A 将少量硼酸溶液滴入到碳酸钠溶液中 无气泡 Ka:H2CO3>H3BO3 B 向蔗糖溶液中加入稀硫酸并水浴加热，一段时间后再向混合液中加入新制备的Cu(OH)2 悬浊液并加热 无砖红色沉淀 蔗糖未水解 C 将浸透石蜡油的石棉放置在硬质试管底部，加入少量碎瓷片并加强热,将生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液 高锰酸钾溶液褪色 石蜡油分解生成不饱和烃 D 将Na2S2O3溶液和稀硫酸溶液混合后，放入不同温度下的水浴中 都变浑浊 温度对反应速率影响不大 【答案】C 【解析】A.将少量硼酸溶液滴入到碳酸钠溶液中，可能因为生成碳酸氢钠，不放出气体，无法证明H2CO3和H3BO3的酸性强弱，应该加入过量的硼酸，A错误；B．蔗糖水解生成葡萄糖，检验葡萄糖应在碱性条件下，没有加碱至碱性，加入新制Cu(OH)2悬浊液，用酒精灯加热，未见砖红色沉淀，不能说明蔗糖未水解，B错误；C.将浸透石蜡油的石棉放置在硬质试管底部，加入少量碎瓷片并加强热，将生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液褪色，说明石蜡油分解生成不饱和烃，C正确；D.将Na2S2O3溶液和稀硫酸溶液混合后，放入不同温度下的水浴中，都变浑浊，要证明温度对反应速率影响，应该测定出现浑浊的时间，不是根据该现象判断，D错误。 4．（2018届安徽省六校教育研究会高三第二次联考）下列图中的实验方案，能达到实验目的的是（ ） 【答案】B 5．（2018届江苏南京市、盐城市高三第一次模拟考试）已知：4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3↓+8OH-+3O2↑ ，测得c(FeO42-)在不同条件下变化如图甲、乙、丙、丁所示： 下列说法正确的是 A． 图甲表明，其他条件相同时，温度越低FeO42-转化速率越快 B． 图乙表明，其他条件相同时，碱性越强FeO42-转化速率越快 C． 图丙表明，其他条件相同时，钠盐都是FeO42-优良的稳定剂 D． 图丁表明，其他条件相同时，碱性条件下Fe3+能加快FeO42-的转化 【答案】D 【解析】A、由图象可知随温度的升高，FeO42-的转化速率越快，A错误；B、图象显示，随溶液碱性增强，FeO42-转化速率减小，B错误；C、由图象可知，并不是所有的钠盐对FeO42-具有稳定作用，如Na3PO4能迅速使FeO42-转化，C错误；D、随Fe3+浓度的增大，FeO42-浓度迅速减小，D正确。 6．（2018届江苏省泰州中学高三第四次模拟）下列说法正确的是 A． CH3Cl(g)+Cl2(g) CH2Cl2(1)+HCl(g)能自发进行， 则该反应的ΔH>0 B． 向氨水中不断通入CO2,随着CO2的增加, 不断减小 C． 常温下，pH为5的氯化铵溶液和pH为5的醋酸溶液中水的电离程度相同 D． 探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时，若先将两种溶液混合并计时，再用水浴加热至设定温度，则测得的反应速率偏高 【答案】B 7．（2019届江苏省盐城市田家炳中学高三上学期开学考试）“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。 （1）下列措施中，有利于降低大气中CO2浓度的有：_________。（填字母） a．减少化石燃料的使用 b．植树造林，增大植被面积 c．采用节能技术 d．利用太阳能、风能 （2）将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多，如： a．6CO2 + 6H2OC6H12O6 b．CO2 + 3H2CH3OH +H2O c．CO2 + CH4CH3COOH d．2CO2 + 6H2CH2==CH2 + 4H2O 以上反应中，最节能的是_____________，原子利用率最高的是____________。 （3）文献报道某课题组利用CO2催化氢化制甲烷的研究过程如下： 反应结束后，气体中检测到CH4和H2，滤液中检测到HCOOH，固体中检测到镍粉和Fe3O4。 CH4、HCOOH、H2的产量和镍粉用量的关系如下图所示（仅改变镍粉用量，其他条件不变）： 研究人员根据实验结果得出结论： HCOOH是CO2转化为CH4的中间体，即：CO2HCOOHCH4 ①写出产生H2的反应方程式_______________________________________。 ②由图可知，镍粉是_______。（填字母） a．反应Ⅰ的催化剂 b．反应Ⅱ的催化剂 c．反应ⅠⅡ的催化剂 d．不是催化剂 ③当镍粉用量从1mmol增加到10mmol，反应速率的变化情况是__________。（填字母） a．反应Ⅰ的速率增加，反应Ⅱ的速率不变 b．反应Ⅰ的速率不变，反应Ⅱ的速率增加 c．反应ⅠⅡ的速率均不变 d．反应ⅠⅡ的速率均增加，且反应Ⅰ的速率增加得快 e．反应ⅠⅡ的速率均增加，且反应Ⅱ的速率增加得快 f．反应Ⅰ的速率减小，反应Ⅱ的速率增加 【答案】abcdacce 8．（2018届四川省宜宾市高高三第三次诊断考试）NOx是造成大气污染的主要物质，用还原法将其转化为无污染的物质，对于消除环境污染有重要意义。 （1） 已知：2C(s)+O2(g)2CO(g) △H1= -221.0 kJ/mol N2(g)+O2(g)2NO (g) △H2= +180.5 kJ/mol 2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H3= -746.0 kJ/mol 回答下列问题： ①用焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式为_______。 ②在一定温度下，向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中加入一定量的NO和足量的焦炭，反应过程中测得各容器中c(NO)（mol/L）随时间（s）的变化如下表。 已知：三个容器的反应温度分别为T甲= 400℃、T乙= 400℃、T丙= a ℃ 时间 0 s 10 s 20 s 30 s 40 s 甲 2.00 1.50 1.10 0.80 0.80 乙 1.00 0.80 0.65 0.53 0.45 丙 2.00 1.45 1.00 1.00 1.00 甲容器中，该反应的平衡常数K=_______。丙容器的反应温度a _______400℃（填“˃”、“<”或“=”），理由是_______。 （2）用NH3催化还原NOx消除氮氧化物的污染。 已知：8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g) +12H2O(l) △H＜0。相同条件下，在2 L密闭容器内，选用不同的催化剂进行反应，产生N2的量随时间变化如图所示。 ①在催化剂A的作用下，0～4 min的v(NH3) = _______。 ②该反应活化能Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)由大到小的顺序是_______，理由是_______。 ③下列说法正确的是_______（填标号）。 a．使用催化剂A达平衡时，△H值更大 b．升高温度可使容器内气体颜色加深 c．单位时间内形成N-H键与O-H键的数目相等时，说明反应已经达到平衡 d．若在恒容绝热的密闭容器中反应，当平衡常数不变时，说明反应已经达到平衡 【答案】 2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g) △H=-573.75kJ/mol ˃ 甲、丙容器中反应物起始量相同，丙容器达平衡的时间比甲容器达平衡的时间短 0.5mol/（Lmin） Ea(C) ˃ Ea(B) ˃ Ea(A) 相同时间内生成的N2越多，反应速率越快，活化能越低 b c d ②甲容器中，发生反应2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g)根据容器中c(NO)（mol/L）随时间（s）的变化， 2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g) 起始浓度 2 0 0 转化浓度 1.2 0.6 0.6 平衡浓度 0.8 0.6 0.6 故该反应的平衡常数K= = ，甲、丙容器中反应物起始量相同，丙容器达平衡的时间比甲容器达平衡的时间短，故丙容器的反应温度a ˃ 400℃； （2）用NH3催化还原NOx消除氮氧化物的污染。 ①在催化剂A的作用下，0～4 min的v(NH3) ==0.5mol/（Lmin）； ②根据图像，ABC催化剂催化效果A>B>C，相同时间内生成的N2越多，反应速率越快，活化能越低，故该反应活化能Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)由大到小的顺序是Ea(C) ˃ Ea(B) ˃ Ea(A)； 9．（2018届河北省衡水市衡水中学高三第十六次模拟考试）Ⅰ．催化剂是化工技术的核心，绝大多数的化工生产需采用催化工艺。 （1）新的研究表明，可以将CO2转化为炭黑进行回收利用，反应原理如图所示。 整个过程中Fe3O4的作用是________________________________。 （2）已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0。按n(N2)∶n(H2) = 1∶3向反应容器中投料，在不同温度下分别达平衡时，混合气中NH3的质量分数随压强变化的曲线如图所示： ①下列说法正确的是__________。（填字母） a．曲线a、b、c对应的温度是由低到高 b．加入催化剂能加快化学反应速率和提高H2的转化率 c．图中Q、M、N点的平衡常数：K(N)＞K(Q)=K(M) ②M点对应H2的转化率是__________。 ③2007年化学家格哈德埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下： 、和分别表示N2、H2和NH3。e表示生成的NH3离开催化剂表面，b和c的含义分别是____________和______________。 （3）有机反应中也常用到催化剂。某反应原理可以用下图表示，写出此反应的化学方程式 ______________。 Ⅱ．过二硫酸钾(K2S2O8)在科研与工业上有重要用途。 (4)某厂采用湿法K2S2O8氧化脱硝和氨法脱硫工艺综合处理燃煤锅炉烟气，提高了烟气处理效率，处理液还可以用作城市植被绿化的肥料。一定条件下，NO去除率随温度变化的关系如图所示。80℃时，若NO初始浓度为450 mgm-3，t min达到最大去除率，NO去除的平均反应速率：v(NO)=__________molL-1Min-1（列代数式，不必计算结果） (5)过二硫酸钾可通过“电解→转化→提纯”方法制得，电解装置示意图如图所示。 常温下，电解液中含硫微粒的主要存在形式与pH的关系如下图所示。 在阳极放电的离子主要是HSO4，阳极区电解质溶液的pH范围为___________，阳极的电极反应式为_____________。 【答案】 中间产物 a 60% N2、H2被吸附在催化剂表面 在催化剂表面，N2、H2分子中化学键断裂 + H2O2+ H2O (或或) 0~2 2HSO4--2e-=S2O42-+2H+ ②M点时，氨气的转化率是60%， n(N2)∶n(H2) = 1∶3，设n(N2)=1mol，n(H2)=3mol 气体总质量为34g 故平衡时n（NH3）=1.2mol N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 起始（mol） 1 3 0 转化（mol） 0.6 1.8 1.2 平衡（mol） 0.4 1.2 1.2 H2的转化率：100%=60%； ③根据图示、和分别表示N2、H2和NH3。e表示生成的NH3离开催化剂表面，b和c的含义分别是 N2、H2被吸附在催化剂表面 、在催化剂表面，N2、H2分子中化学键断裂； （3）由图示可知：反应物为和H2O2，生成物是和H2O ，故方程式为：+ H2O2+ H2O ； 10．（2018年贵州省普高等学校招生适应性考试）铑基催化剂催化CO加氢合成甲醇(CH3OH)、乙醛(CH3CHO)、乙醇等碳的含氧化合物是近年来化学界比较活跃的研究课题之一。 （1）已知：（ⅰ）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol （ⅱ）2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-24.5kJ/mol （ⅲ）C2H5OH(g)CH3OCH3(g) △H3=+50.7kJ/mol 则由CO催化加氢制备乙醇气体(另一产物为水蒸汽)的热化学反应方程式为________。 （2）直接甲醇燃料电池(DMFC)成本低、效率高，某研究所尝试用DMFC电解处理含氰电镀废水。调节废水pHl0~12.5，电解过程中，CNˉ先被氧化成CNOˉ(两种离子中氮元素均为-3价)，再进一步氧化为碳酸盐和N2。 ①请写出CNOˉ被氧化的电极反应式________。 ②欲处理1m3CNˉ含量为390mg/L的电镀废水，至少需准备________kg甲醇。 （3）在2.0L密闭容器中放入1 molCO与2molH2，在反应温度T1时进行如下反应： CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，反应时间(t)与容器内气体总物质的量(n)的数据见下表： 时间t/min 0 1 2 3 4 5 6 总物质的量n/mol 3.0 2.7 2.5 2.3 2.1 2.0 2.0 ①在0~5min时段，反应速率v(CH3OH)为________；有利于提高上述反应平衡转化率的条件是________。 A．高温高压 B．低温低压 C．高温低压 D．低温高压 ②计算温度T1时反应的平衡常数K1________；T1时达平衡后，改变反应温度为T2，平衡常数增大，则T2________T1(填“大于”“小于”)，判断理由是________。 【答案】 2CO(g)+4H2(g)C2H5OH(g)+H2O(g) △H=-255.4kJ/mol 2CNO-+8OH--6e-=2CO32- +N2↑+4H2O 0.4 0.05molL-lmin-1 D 1(L/mol)2 小于 平衡常数增大，说明反应向正方向进行，反应正方向放热，故温度降低 （2）①根据题意，电解过程中，废水为碱性，CNOˉ（C是+4价、N是-3价）被氧化为碳酸盐和N2，故其电极先写：2CNO-- = 2CO32-+N2↑ C的化合价没变，生成1mol N2，失去6mol电子，2CNO- -6e-= 2CO32- + N2↑，左边缺氧，故左边再加上OH-，右边生成水，故其电极反应为：2CNO-+8OH--6e-=2CO32- +N2↑+4H2O； ②1m3 CNˉ含量为390mg/L的电镀废水中，n（CNˉ）=15mol，处理15mol CNˉ，CNˉ先被氧化成CNOˉ，消耗30mol电子，根据①中电极反应，该电解转移45mol电子，共需要75mol电子，若用甲醇燃料电池做该电解池的电源，1mol甲醇提供6mol电子，故需要12..5mol甲醇，故至少需准备甲醇的质量为 12.5400g=0.4kg； （3） CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol 起始（mol） 1 2 0 转化（mol） x 2x x 5min（mol） 1-x 2-2x x 5min时： 1-x + 2-2x +x =2 x=0.5 反应速率v(CH3OH)= = 0.05molL-lmin-1； 由于该反应是放热反应，高温平衡逆向移动，高压平衡正向移动，故要提高反应平衡转化率，则平衡应正向移动，故应选条件为低温高压，故选D； ②温度T1时反应的平衡常数K1===1; T1时达平衡后，改变反应温度为T2，平衡常数增大，说明平衡正向移动，温度应该降低，故T2小于T1。 11．（2018届河南省洛阳市高三下学期尖子生第二次联考）二甲醚又称甲醚，简称DME，熔点-141.5 ℃，沸点-24.9 ℃，与石油液化气(LPG)相似，被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理如下： Ⅰ.由天然气催化制备二甲醚： ①2CH4(g)+O2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1 Ⅱ.由合成气制备二甲醚： ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.7 kJmol-1 ③2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H3 回答下列问题： （1）若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3 kJmol-1、1453.0 kJmol-1；1mol 液态水变为气态水要吸收44.0kJ的热量。反应③中的相关的化学健键能数据如表： 化学键 H-H C-O H-O(水) H-O(醇) C-H E/(kJ • mol-1) 436 343 465 453 413 则△H1=_________kJmol-1 △H3=_________ kJmol-1 （2）反应③的化学平衡常数表达式为______________。制备原理Ⅰ中，在恒温、恒容的密闭容器中合成，将气体按n(CH4)：n(O2)=2：1混合，能正确反映反应①中CH4 的体积分数随温度变化的曲线是_________________。下列能表明反应①达到化学平衡状态的是_______________。 a.混合气体的密度不变 b.反应容器中二甲醚的百分含量不变 c.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比 d.混合气体的压强不变 （3）有人模拟制备原理Ⅱ，在500 K时的2 L的密闭容器中充入2mol CO和6 molH2，8 min达到平衡，平衡使CO的转化率为80%，c(CH3OCH3)=0.3 molL-1，用H2表示反应②的速率是__________；可逆反应③的平衡常数K3=_________。若在500K时，测得容器中n(CH3OH)=n(CH3OCH3)，此时反应③v(正)___v(逆)，说明原因____________________。 【答案】 -283.6kJ•mol-1 -24kJmol-1 M bd 0.2mol/(L min) 2.25 > 浓度商Q===1< 2.25，反应正向进行，v(正)> v(逆) （2）反应③的化学平衡常数表达式为K= ，反应①是放热反应，故温度升高，平衡逆向移动，CH4 的体积分数随温度升高而升高，故能正确反映反应①中CH4 的体积分数随温度变化的曲线是M；制备原理Ⅰ中，由于是在恒温、恒容的密闭容器中合成，且反应①各物质均是气态，a、混合气体的密度一直不变，不能说明达到平衡状态；b、当反应容器中二甲醚的百分含量不变时，该反应达到平衡状态，故b正确；c、反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比在仍何时候都成立，故c错误；d、该装置是恒容容器，混合气体的压强不变，说明气体总物质的量不变，且该反应前后气体分子总数不等，故d正确；故选bd； （3）Ⅱ.由合成气制备二甲醚： ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 起始时（mol/L） 1 3 0 转化（mol/L） 0.8 1.6 0.8 平衡时（mol/L） 0.2 1.4 0.8 ③2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) 起始时（mol/L） 0.8 0 0 转化（mol/L） 0.6 0.3 0.3 平衡时（mol/L） 0.2 0.3 0.3 H2表示反应②的速率是c（H2）==0.2mol/（Lmin）； 可逆反应③的平衡常数K3===2.25； 若在500K时，测得容器中n(CH3OH)=n(CH3OCH3)，则说明c(CH3OH)=c(CH3OCH3)=c（H2），则此时Q===1< 2.25，故反应正向进行，v(正)> v(逆)。 12．（2018届河南省商丘市高三上学期期末考试）某化学实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件，用如图装置进行实验、反应物用量和反应停止的时间数据如下表: 请回答下列问题: (1)盛装双氧水的化学仪器名称是__________。 (2)如何检验该套装置的气密性__________。 (3)相同浓度的过氧化氢，其分解速率随着二氧化锰用量的增加而___________。 (4)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑，双氧水的浓度相同时，加入_______g的二氧化锰为较佳选择。 (5) 某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越大,所需要的时间就越长，其反应速率越慢”的结论，你认为是否正确___________，理由是_________。(提示: H2O2的密度可认为近似相等)。 【答案】 分液漏斗 关闭分液漏斗活塞，将注射器的活栓向外拉出一段距离，若一段时间后活栓能够恢复到原位置，则装置的气密性好 加快 0.3 不正确 H2O2的浓度扩大二倍(从1.5%→3.0%)，但反应所需时间比其二倍小得多 13．（2018届河南师范大学附属中学高三3月月考）铁的化合物有广泛用途,如碳酸亚铁(FeCO3)可作为补血剂,铁红(Fe2O3)可作为颜料。利用某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还有一定量的SiO2)制备FeCO3的流程如下: （1）“酸溶”时加快反应速率的方法有______(写出一种)。 （2）①“还原”时,FeS2与H2SO4不反应,Fe3+通过两个反应被还原,其中一个反应如下: FeS2+14Fe3++8H2O15Fe2++2S+16H+，则另一个反应的离子方程式为_________。 ②加入FeS2还原后,检验Fe3+是否反应完全的方法是______________________。 （3）①“沉淀”时,需要控制温度在35 ℃以下,其可能原因是___________________。 ②所得FeCO3需充分洗涤,检验沉淀已洗净的方法是______________。 （4）FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,同时释放出CO2,则与FeCO3反应的物质为_______(填化学式)。 （5）写出在空气中煅烧FeCO3制备高纯氧化铁的化学方程式:_________________。FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3时,也会生成FeO。现煅烧23.2 kg的FeCO3,得到Fe2O3和FeO的混合物15.84 kg,则Fe2O3的质量为____kg。 【答案】 加热(或增加硫酸的浓度、将烧渣粉碎、搅拌等) FeS2+2Fe3+ = 3Fe2++2S↓ 取少量溶液,滴入几滴KSCN溶液,若溶液变为血红色,说明其中含有Fe3+,未反应完全 防止碳酸铵分解,减小亚铁离子的水解程度 取少许最后一次洗涤液于试管中,滴加稀盐酸,无明显现象,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明沉淀已洗涤干净,反之,则说明没洗涤干净 O2、H2O 4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 14.4 （3）①碳酸铵受热易分解,，温度升高亚铁离子的水解程度会增大，所以，“沉淀”时,需要控制温度在35 ℃以下,其可能原因是防止碳酸铵分解,减小亚铁离子的水解程度。 ②FeCO3是从硫酸铵溶液中分离出来的，洗涤是否干净可以通过检验硫酸根离子来证明，所以检验沉淀已洗净的方法是：取少许最后一次洗涤液于试管中,滴加稀盐酸,无明显现象,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明沉淀已洗涤干净，反之，则说明没洗涤干净。 （4）FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,同时释放出CO2，说明FeCO3可以被空气中的氧气氧化并发生水解生成氢氧化铁和二氧化碳，所以与FeCO3反应的物质为O2、H2O。 （5）在空气中煅烧FeCO3制备高纯氧化铁的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3时,也会生成FeO。现煅烧23.2 kg的FeCO3,得到Fe2O3和FeO的混合物15.84 kg，设其中Fe2O3的质量为x，根据化学反应前后铁元素质量不变可得：100%x＋100%(15.84 kg－x)＝ 100%23.2 kg，解之得x＝14.4 kg。 14．（2018届宁夏银川市第二中学高三三模考试）某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验，探究O2与KI溶液发生反应的条件。 供选试剂：30% H2O2溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体。 （1）小组同学设计甲、乙、丙三组实验，记录如下： 操作 现象 甲 向I的锥形瓶中加入______，向I的______中加入30% H2O2溶液，连接I、Ⅲ，打开活塞 I中产生无色气体并伴随大量白雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液迅速变蓝 乙 向Ⅱ中加入KMnO4固体，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯 Ⅲ中有气泡冒出，溶液不变蓝 丙 向Ⅱ中加入KMnO4固体，Ⅲ中加入适量0.1mol/L H2SO4溶液，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯 Ⅲ中有气泡冒出，溶液变蓝 （2）丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式是__________________________。 （3）对比乙、丙实验可知，O2与KI溶液发生反应的适宜条件是___________。为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是________________________。 （4）由甲、乙、丙三实验推测，甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝。学生将I中产生的气体直接通入下列________溶液（填序号），证明了白雾中含有H2O2。 A．酸性KMnO4 B．FeCl2 C．氢硫酸 D．品红 （5）资料显示：KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化：4KI +O2 +2H2O=2I2 + 4KOH。该小组同学取20 mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，他们猜想可能是发生了反应（写离子方程式）_____________________造成的，请设计实验证明他们的猜想是否正确。 _________________________________________。 【答案】 MnO2固体 分液漏斗 O2+4I-+4H+=2I2+2H2O 酸性环境 使用不同浓度的稀硫酸作对比实验 AD 3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O 在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液，观察现象，若溶液变蓝则猜想正确，否则错误 【解析】试题分析：由题中信息可知，可利用装置Ⅰ、30% H2O2溶液、MnO2固体制备O2，或者选用装置Ⅱ和KMnO4固体制备O2，然后利用装置Ⅲ和0.1mol/L H2SO4溶液探究O2与KI溶液发生反应的条件。 （1）小组同学设计甲、乙、丙三组实验，记录如下： 操作 现象 甲 向I的锥形瓶中加入MnO2固体，向I的分液漏斗中加入30% H2O2溶液，连接I、Ⅲ，打开活塞 I中产生无色气体并伴随大量白雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液迅速变蓝 乙 向Ⅱ中加入KMnO4固体，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯 Ⅲ中有气泡冒出，溶液不变蓝 丙 向Ⅱ中加入KMnO4固体，Ⅲ中加入适量0.1mol/L H2SO4溶液，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯 Ⅲ中有气泡冒出，溶液变蓝 （2）丙实验中，根据实验现象可知，在酸性条件下，O2与KI溶液反应生成了碘，其离子方程式是O2+4I-+4H+=2I2+2H2O。 （3）对比乙、丙实验可知，乙实验中没有使用0.1mol/L H2SO4溶液、没有碘生成，故O2与KI溶液发生反应的适宜条件是酸性环境。为进一步探究溶液的酸性强弱对反应速率的影响，可采取的实验措施是：使用不同浓度的稀硫酸作对比实验。 （5）资料显示：KI溶液在空气中久置会被缓慢氧化：4KI +O2 +2H2O=2I2 + 4KOH。该小组同学取20 mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，说明I2可能与KOH发生了歧化反应，其离子方程式为3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O。要证明这个猜想是否正确，可以利用I-和IO3-可以发生归中反应生成I2，设计实验方案检验I2，实验方案是：在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液，观察现象，若溶液变蓝则猜想正确，否则错误。 15．（2018届湖北省宜昌市高三4月调研考试）工业上制备 BaCl22H2O 有如下两种途径。 途径 1：以重晶石（主要成分 BaSO4）为原料，流程如下： （1）写出“高温焙烧”时反应的化学方程式： _____________________________________。 （2）“高温焙烧” 时必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是____________。 途径 2：以毒重石(主要成分 BaCO3，含 Ca2+、 Mg2+、 Fe3+等杂质)为原料，流程如下： 已知： Ksp(BaC2O4)＝1.610－7， Ksp(CaC2O4)＝2.310－9 Ca2+ Mg2+ Fe3+ 开始沉淀时的 pH 11.9 9.1 1.9 完全沉淀时的 pH 13.9 11.1 3.7 （3）为提高矿石的浸取率，可采取的措施是_________。 （4）加入 NH3H2O 调节 pH=8 可除去____ （填离子符号），滤渣Ⅱ中含_________（填化学式）。加入 H2C2O4时应避免过量，原因是_________。 （5）重量法测定产品纯度的步骤为： 准确称取 m g BaCl22H2O 试样，加入 100 mL 水， 用 3 mL 2 molL－1 的 HCl 溶液加热溶解。边搅拌，边逐滴加入 0.1 molL－1 H2SO4 溶液。待 BaSO4 完全沉降后，过滤，用0.01 molL－1 的稀H2SO4洗涤沉淀 3~4 次，直至洗涤液中不含 Cl－为止。将沉淀置于坩埚中经烘干灼烧至恒重，称量为 n g。则BaCl22H2O的质量分数为_________。 【答案】 BaSO4＋4C4CO↑＋BaS 使 BaSO4得到充分的还原（或提高BaS的产量），反应为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温 将矿石粉碎，搅拌，适当升高温度等 Fe3+ Mg(OH)2、Ca(OH)2 H2C2O4 过量会导致生成 BaC2O4沉淀，产品的产量减少 【解析】途径 1：根据流程图，BaSO4和碳经过高温焙烧后生成CO和BaS，BaS和盐酸生成BaCl2。 （1）“高温焙烧”时反应的化学方程式：BaSO4＋4C4CO↑＋BaS ； （2）“高温焙烧” 时必须加入过量的炭，使BaSO4得到充分的还原，同时还要通入空气，可以与CO反应，使得平衡向右移动，提高BaS的产量，同时，反应为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温； 途径 2：以毒重石(主要成分 BaCO3，含 Ca2+、 Mg2+、 Fe3+等杂质)为原料，观察流程图，矿石的浸取得到的滤液是氯化钡、Ca2+、 Mg2+、 Fe3+等的溶液，第一步调节pH沉淀掉Fe3+，第二步调节pH沉淀掉Mg2+，第三步加入草酸溶液沉淀掉Ca2+，最后得到BaCl22H2O。 16．（2018届四川省遂宁市高三三诊考试）对炼锌厂的铜镉废渣中各元素进行分离，能减少环境污染，同时制得食品锌强化剂的原料ZnSO47H2O实现资源的再利用。其流程图如下。 [相关资料] ①铜镉废渣中含有铜、锌、镉、铁、砷等元素，其含量依次减少。 ②FeAsO4难溶于水；ZnSO47H2O易溶于水，难溶于酒精。 ③Zn(OH)2属于两性氢氧化物。 ④滤液I中有Fe2＋、Zn2＋、Cu2＋、Cd2＋和少量的AsO。 ⑤有关离子沉淀完全的pH 金属离子 Fe3＋ Zn2＋ Mn2＋ Cu2＋ Cd2＋ 沉淀完全pH 3.2 8.0 9.8 6.4 9.4 请回答下列问题： （1）提高铜镉废渣浸出率可以采用的方法是（写出其中一点即可）____； （2）向滤液I中逐滴滴人酸性KMnO4溶液可与AsO发生反应生成FeAsO4，写出该反应的离子方程式____；加入酸性KMnO4溶液不能过量，判断该滴定终点的现象是____；滤渣Ⅱ中除了FeAsO4外，还有____； （3）制得的ZnSO47H2O需洗涤，洗涤晶体时应选用试剂为____； （4）上述流程除了实现对这些元素进行提取分离能减少环境污染，同时制得ZnSO47H2O实现资源的再利用，还可以得到副产物___ （5）回收所得的Cd可用于制造镍镉碱性二次电池，电池的工作时，正极NiO(OH)转化为Ni(OH)2，则充电时电池的正极反应式为____； （6）若a克铜镉废渣含有b molFe元素，加入了c mol KMnO4,则铜镉废渣中As元素的质量分数为____。（不考虑镉元素与KMnO4的反应） 【答案】 适当增大硫酸浓度 或 升高溶液温度 或 搅拌 或 将铜镉渣研磨成小颗粒 等合理答案均可以 5Fe2+ + 5AsO+ 3MnO+14H+ = 3Mn2+ + 5FeAsO4↓ + 7H2O 溶液恰好变为浅紫红色且半分钟内不恢复为原色 Fe(OH)3 乙醇 或 饱和硫酸锌溶液 K2SO4 Ni(OH)2 – e—+ OH— = NiO(OH) + H2O 75(5c－b)/2a （2）酸性KMnO4溶液可与AsO发生反应生成FeAsO4，KMnO4将Fe2＋氧化成Fe3＋，将AsO氧化成AsO43-，根据化合价升价相等，该反应的离子方程式为：5Fe2+ + 5AsO+ 3MnO+14H+ = 3Mn2+ + 5FeAsO4↓ + 7H2O，加入酸性KMnO4溶液不能过量，判断该滴定终点的现象是溶液恰好变为浅紫红色且半分钟内不恢复为原色，滤渣Ⅱ中除了FeAsO4外，还有Fe(OH)3； （3）制得的ZnSO47H2O需洗涤，洗去残留的其它离子，但不能用水洗，ZnSO47H2O易溶于水，难溶于酒精，所以用酒精洗涤或饱和的硫酸锌溶液； （4）上述流程最后一步向K2ZnO2溶液中加硫酸同时制得ZnSO47H2O，还可以得到副产物K2SO4； （5）回收所得的Cd可用于制造镍镉碱性二次电池，电池的工作时，正极NiO(OH)转化为Ni(OH)2，则充电时电池的正极反应为Ni(OH)2失电子转化为NiO(OH) ，故电极反应为：Ni(OH)2 – e—+ OH— = NiO(OH) + H2O； （6）KMnO4发生了两个反应： 5Fe2+ + 5As+ 3Mn+14H+ = 3Mn2+ + 5FeAsO4↓ 5 5 3 x mol x mol 0.6 x mol MnO4- + 5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O 5 0.2（b-x）mol （b-x）mol x+0.2（b-x）=c x= 所以n（As）= m（As）= 故As元素的质量分数为：。