备战高考化学二模试题分类汇编——化学反应与能量推断题综合及答案解析

1、备战高考化学二模试题分类汇编一一化学反应与能量推断题综合及答案解析一、化学反应与能量练习题(含详细答案解析)1.碳酸镒是制取其他含镒化合物的原料，也可用作脱硫的催化剂等。一种焙烧氯化钱和菱镒矿粉制备高纯度碳酸镒的工艺流程如图所示藏化钱I蔓医铲粉fugs琬画画I|覆;灌；出猥氯化愦特而结国碳酸氢愦-I*碳酸犍产品已知菱镒矿粉的主要成分是MnCO3,还有少量的Fe、Al、Ca、Mg等元素常温下，相关金属离子在浓度为0.1mol/L时形成M(OH)n沉淀的pH范围如表金属离子Al3+Fe3+Fe2+Ca2+Mn2+Mg2+开始沉淀的pH3.81.56.310.68.89.6沉淀完全的pH5.22.8

2、8.312.610.811.6常温下，Ksp(CaF)=1.46X-10,Ksp(MgF2)=7.42xbKa(HF)=1.00XT0回答下列问题：(1)混合研磨”的作用为(2)焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为(3)分析图1、图2,焙烧氯化钱、菱镒矿粉的最佳条件是焙烧温度/七图I焰烧温度对链净出率的影响(4)净化除杂流程如下(NH4C1)：m(篮矿粉)图2氧化锭用量对隹净出窣的影响氧化剂X氨水援出准fI氧化f隔pHF队刈F除C隈河f净化液已知几种物质氧化能力的强弱顺序为(NH4)2&O8KMnO4MnO2Fe3+,则氧化剂X宜选A.(NH4)2S2O8B.MnO2CKMnO4c(Ca2+)

3、c(Mg2+)(用a表示)若此时pH调节pH时，pH可取的范围为常温下加入NH4F将C产、Mg2+沉淀除去，此时溶液中，为6,c(Mg2+)=amol/L,则c(HF)为mol/L(5)碳化结晶”过程中不能用碳酸钱代替碳酸氢钱，可能的原因是加热【答案】加快反应速率MnCO3+2NH4Cl-MnCl2+2NH3f+CO4+H2O温度为500c且m(MnCO3):m(NH4Cl)=1.10B5.2pHv8.81.97J0.742x而CO2-水解程度大于HCO3,易生成氢氧化物沉淀【解析】【分析】根据流程：将菱镒矿粉(主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素)和氯化俊混人一，、，一

4、加热cC合研磨后焙烧：MnCO3+2NH4Cl-MnCl2+2NH3f+CQT+倬O,浸出液含有Mn2+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+,加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,反应为：MnO2+2Fe2+4H+Mn2+2Fe3+2H2。，再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为Al(OH)3、Fe(OH沉淀除去，然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+以CaF：、MgF2沉淀除去，净化液主要溶质主要为C加热MnCl2、NH4Cl,加入碳酸氢钱发生反应：Mn2+2HCQ-MnCO3j+CQT+限O,炭化结晶，过滤，滤饼干燥后得到MnCO3,滤液为NH4Cl溶液，蒸发结晶得到NH4Cl固体，可

5、循环使用，据此分析作答。【详解】(1)混合研磨”可使物质充分接触，加快反应速率；加热(2)焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3T+CQT+KO；(3)根据图可知，镒的浸出率随着温度的升高而增大，随着m(NH4Cl)：m(镒矿粉)增大而增到，500C、m(NH4Cl):m(镒矿粉)=1.10时，镒的浸出率最高，温度过高，m(NH4Cl):m(镒矿粉)增大，浸出率变化不大，成本增加，故焙烧温度取500C、m(NH4Cl)：m(镒矿粉)=1.10即可；(4)根据分析，浸出液含有Mn2+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+,加入氧化剂X的目的将Fe2+氧

6、化为Fe3+,同时在选择氧化剂时，要尽可能不要引入新的杂质，则氧化剂X宜选择MnO2,答案选B;根据分析，再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀除去，然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+以CaF2、MgF2沉淀除去，净化液主要溶质主要为MnCl2、NH4Cl,过程中不能让Mn2+沉淀，结合相关金属离子在浓度为0.1mol/L时形成M(OH)n沉淀的pH范围表，Al3+、Fe3+完全沉淀时的pH值分另I为5.2和2.8,Mn2+开始沉淀的PH值为8.8,pH可取的范围为5.2pH:8.8；2+-2KspCaF2cCacF=2KspMgF2cMg2+cF-c(H

7、+)=10-6mol/L,c(Mg2+)=amol/L,KspMgF2c(F)=2cMg7.4210-mol/L,HF是弱amol/LcHcF酸，在溶液中部分电离，已知Ka(HF)=cHF=1.00x彳0则c(HF)=cH+cF-10-6mol/LF42-101mol/Lamol/LKaHF1.00104也42X而mol/L;c(Ca2+)1.461010cw+y=许,若此时川为6即H皆SOnHNOs溶液溶液NaOHJSftTTjSNaCC1擀液FEUH八滤清虑液像废料pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为(1)除铁”时需控制溶液的pH范围为(2)滤渣”的主要成分为(填化学式)。(5)碳化结晶”

8、过程中，因为碳酸根离子水解程度大，碳酸俊溶液中aOH-)较大，易产生Mn(OH)2沉淀，故碳化结晶过程中不能用碳酸俊溶液代替碳酸氢钱溶液。2.以馍废料(主要成分为馍铁合金，含少量铜)为原料，生产NiO的部分工艺流程如下:熟转化物已知：下表列出了几种金属离子生成氢氧化物沉淀的1.0molL1计算)。氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2开始沉淀的pH1.56.57.7沉淀完全的pH3.39.99.2O(3)沉馍”时得到碱式碳酸馍用xNiCO3yNi(OH)2表示沉淀。在隔绝空气条件下，煨烧”碱式碳酸馍得到NiO,该反应的化学方程式为沉馍”时，溶液pH增大，碱式碳酸馍中Ni元素含量会增

9、加，原因是“段烧【答案】3.3pH7.7CuSxNiCOyNi(OH)2(x+y)NiO+xCQT+yH2。Ni(OH)2中Ni含量高于NiCC3,pH越大，碱式碳酸馍中Ni(OH)2比例增大【解析】Ni转化为【分析】以馍废料(主要成分为馍铁合金，含少量铜)为原料，加入硫酸、硝酸酸浸,NiSO4,同时生成亚铁离子、铁离子、铜离子等，加入过氧化氢，可氧化亚铁离子生成铁离子，加入氢氧化钠调节pH可生成氢氧化铁沉淀，然后通入硫化氢生成CuS沉淀，达到除铜的目的，在滤液中加入碳酸钠溶液可生成xNiCO3?yNi(OH)2,煨烧可生成NiO；(1)根据表格数据分析除铁”时要求铁离子全部除掉需要的pH；(

10、2) S2-可与Cu2+反应生成CuS沉淀；(3)在隔绝空气条件下，煨烧”碱式碳酸馍得到NiO,xNiCO3yNi(OH)2高温下分解生成NiO、CO2和H2O;pH越大，溶液碱性越强，结合碱式碳酸馍用xNiCO3yNi(OH)2表示组成分析；【详解】(1)除铁”时要求铁离子全部除掉，pH3.3,馍离子和铜离子留在溶液中，pH7.7,所以需控制溶液的pH范围为3.3pH0,?S0,满足反应自发进行的判断依据是?H-T?S0B. NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+HO(1)AH0C. 2CO(g)+Q(g)=2C6(1)AH2Cl-2e=C2T2NaCl+2H2O电解2NaOH

11、+H2T+Cl2T,溶液复原需加入的物质是通HCl气体；用惰性电极电解CuSQ溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成铜单质，所以阴极、阳极、电池反应式分别为2Cu2+4e=2Cu4OH-4e=2H2O+O2T、2CuSQ+2H2OJUM2Cu+2H2SQ+O2T,溶液复原需加入的物质是加CuO或CuCQ固体；(2)氢氧燃料电池(电解质是KOH溶液)工作时，氢气失电子是还原剂，发生氧化反应；氧气得电子是氧化剂，发生还原反应。负极上氢气失电子在碱性条件下生成水，发生的电极反应为：2H24e+4OH=4H2O;正极是O2得到电子生成水，发生的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=

12、4OhT；电极的总反应式为2H2+O2=2H2O；甲烷燃料电池。碱性介质(如KOH江作时，负极上甲烷失电子在碱性条件下生成碳酸盐和水，反应的电极方程式为：CH4-8e+10OH=CO32-+7H2O；正极上氧气得电子产生氢氧根离子，反应的电极方程式为：2O2+8e+4H2O=8OH；电极总反应式为：CH4+2O2+2OH=CO32-+3H2O。15. I.铁及铁的化合物应用广泛，如FeC3可用作印刷电路铜版腐蚀剂和外伤止血剂等。(1)写出FeC3溶液腐蚀印刷电路板的离子方程式(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请在方框内画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。负极反应：;正极反应

13、：n.写出甲烷燃料电池在酸性溶液中的电极反应和总电池反应：正极：；负极：总反应：Cu-2e-=Cu2+2F3+2e=2Fe2+2Q+8e-+8H+=4H2OC*8e-+2H2O=CQ+8H+CT+2O2=CQ+2H2OI.(1)FeC3溶液腐蚀印刷电路板时，Fe3+将Cu氧化生成F浮和Cu2+。(2)若将(1)中的反应设计成原电池，则需用Cu、C俄Ag、Au、Pt等)作电极，FeC3溶液作电解质。负极为Cu失电子生成Cu2+;正极为Fe3+得电子生成Fe2+On.正极：O2在酸性溶液中得电子，生成水；负极：C1在酸性溶液中失电子生成CQ等；总反应：甲烷燃烧生成二氧化碳和水。【详解】I.(1)FeC3溶液腐蚀印刷电路板时，Fe3+将Cu氧化生成Fe2+和Cu2+,离子方程式为2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2答案为：2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+;Au、Pt等）作电极，FeC3溶液作电（2）若将（1）中的反应设计成原电池，则需用Cu、C俄Ag、解质。Chi-r;闩*FeCl）溶液答案为：Cu-2e-=CiT;2Fe3+2e-2O2+8e-+8H+=4H2O；CH4-8e-+2H2O=CQ+8H+负极反应：Cu-2e-=Cu2+;正极反应：2Fe3+2e-=2Fe2+o=2Fe2+;n.正极：O2在酸性溶液中得电子生