化学二轮专题复习 非选择题专项练（三）

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGEPAGE5学必求其心得，业必贵于专精非选择题专项练（三)1．中科院“大气灰霾追因与控制”项目针对北京强霾过程进行分析,强霾过程中，出现了大量有毒有害的含氮有机颗粒物。燃煤和机动车尾气是氮氧化物的主要来源.现在对其中的一些气体进行了一定的研究：（1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:①CH4（g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2（g）＋2H2O（g)ΔH＝－574kJ·mol－1②CH4（g)＋4NO(g）=2N2（g）＋CO2(g)＋2H2O（g)ΔH＝－1160kJ·mol－1③H2O(g）=H2O（l)ΔH＝－44.0kJ·mol－1写出CH4(g）与NO2（g）反应生成N2(g）、CO2(g）和H2O(l）的热化学方程式___________________________________________________。(2)为了减轻大气污染，人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO和CO转化成无污染气体参与大气循环。T℃时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程中NO的物质的量随时间变化如图所示.①写出该反应的化学方程式_____________________________。②10min内该反应的速率v（N2）＝________；该反应达平衡时CO的转化率为________；T℃时该化学反应的平衡常数K＝________.③若该反应ΔH〈0，在恒容的密闭容器中,反应达平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是________。④一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量NO和CO进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是___________________.a．容器中压强不再变化b．CO2的浓度不再改变c．2v正(NO)＝v逆(N2）d．气体的密度保持不变（3)以燃料电池为代表的新能源的推广使用能大大降低污染物的排放。如图是一种甲醚燃料电池结构，请写出该电池负极的电极反应式_____________________________________________________________________________________________________________。解析：（1）根据盖斯定律：(①＋②＋③×4)÷2得CH4（g）与NO2(g）反应生成N2(g)、CO2（g)和H2O(l)的热化学方程式为CH4(g)＋2NO2（g)N2（g)＋CO2(g）＋4H2O(l)ΔH＝－955kJ·mol－l.(2)①采用催化剂将NO和CO转化成无污染气体二氧化碳和氮气，该反应的化学方程式为2NO＋2CON2＋2CO2.②由图像知10min内NO的物质的量变化为(0.4－0.2）mol＝0。2mol,由反应方程式知N2的物质的量变化为0。1mol，浓度变化为0。05mol/L，该反应的速率v(N2)＝0.05mol/L÷10min＝0。005mol·L－1·min－1；CO的物质的量变化为0.2mol，起始CO的物质的量和NO的物质的量相同，均为0。4mol，该反应达平衡时CO的转化率为eq\f（0.2mol，0.4mol)×100％＝50％；利用三段式分析。2NO＋2CO=N2＋2CO2eq\f(起始浓度，（mol/L））0.20.200eq\f(转化浓度，（mol/L)）0。10.10.050.1eq\f（平衡浓度，(mol/L)）0.10。10.050。1则T℃时该化学反应的平衡常数K＝eq\f（c2（CO2)c（N2）,c2（NO）c2(CO））＝5。③A。该反应为放热反应，升高温度，K减小，与图像不符，错误；B.该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率降低,与图像不符，错误;C。平衡常数的影响因素为温度,温度不变，K不变,与图像相符,正确；D。增大N2的浓度，平衡逆向移动，NO的转化率降低，与图像不符,错误；故选C.④a。随着反应的进行,容器内气体的物质的量逐渐减小，根据阿伏加德罗定律知容器中压强逐渐减小，当容器内压强不再变化说明反应达到平衡状态，正确；b。反应达平衡后各物质的浓度不变，若CO2的浓度不再改变，反应达到平衡状态,正确；c。2v正（NO）＝v逆(N2），正、逆反应速率不相等，反应未达平衡,错误；d．一定温度下，在恒容密闭容器中，根据质量守恒定律知容器内气体的质量保持不变，气体的密度不随反应的进行而变化，密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，错误;故选ab。(3)碱性甲醚燃料电池中,甲醚发生氧化反应，生成碳酸根，利用原子守恒、电荷守恒配平，该电池负极的电极反应式CH3OCH3－12e－＋16OH－=2COeq\o\al(2－，3)＋11H2O。答案：（1)CH4（g）＋2NO2（g）=N2（g）＋CO2(g)＋4H2O（l)ΔH＝－955kJ·mol－l（2)①2NO＋2CON2＋2CO2②0.005mol·L－1·min－150％5③c④ab(3）CH3OCH3－12e－＋16OH－=2COeq\o\al(2－，3）＋11H2O2．研究发现:一节电池烂在地里，能够使一平方米的土地失去利用价值。废旧电池的危害主要集中在其中所含的少量重金属上。将废旧锌锰电池回收处理,既能减少它对环境的污染,又能实现废电池的资源化利用。（1)回收填料中的二氧化锰和氯化铵。已知：废旧干电池填料的主要成分为二氧化锰、炭粉、氯化铵和氯化锌等,其中氯化铵、氯化锌可溶于水。回收物质的流程如图所示。①操作中先将电池填料研碎的目的是：_______________________________________________________________________。②操作1和操作2的名称都是________，该操作中玻璃棒的作用是________。③灼烧滤渣1的目的是________________________。（2）回收二氯化锰：将废旧锌锰电池处理得到含锰混合物，向该混合物加入浓盐酸并加热。①写出MnOOH与浓盐酸反应的化学方程式:____________________________________________________________________.②锰回收新方法：向废旧锌锰电池内的混合物［主要成分MnOOH、Zn（OH）2］中加入一定量的稀硫酸和稀草酸(H2C2O4），并不断搅拌至无CO2产生为止,_____________________________________________________________________________________________________________.与使用浓盐酸回收锰相比，新方法的优点是__________（答1点即可）。（3)用废电池的锌皮可用于回收制作ZnSO4·7H2O。过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是：常温下，加入稀H2SO4和H2O2，铁溶解变为Fe3＋，加碱调节pH为4，使溶液中的Fe3＋转化为Fe（OH）3沉淀，此时溶液中c（Fe3＋)＝__________。继续加碱调节pH为______时，锌开始沉淀(假定Zn2＋浓度为0.1mol/L）。部分难溶的电解质溶度积常数（Ksp)如下表：化合物Zn（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3Ksp近似值10－1710－172。6×10－39解析：（1）回收填料中的二氧化锰和氯化铵。废旧干电池填料的主要成分为二氧化锰、炭粉、氯化铵和氯化锌等，其中氯化铵、氯化锌可溶于水。炭粉和二氧化锰不溶于水。将电池填料溶解、过滤，滤渣1为炭粉和二氧化锰的混合物，经洗涤、烘干、灼烧，炭粉与氧气反应生成二氧化碳，剩余的固体为二氧化锰；滤液1为氯化铵和氯化锌的混合液，蒸发结晶、过滤的氯化铵晶体.①操作中先将电池填料研碎的目的是增大接触面积，加快溶解速率。②操作1和操作2为分离固体和液体混合物的操作，名称是过滤，玻璃棒的作用是引流。③灼烧滤渣1的目的是除去炭粉。（2）①MnOOH与浓盐酸反应生成二氯化锰、氯气和水,利用化合价升降法配平,该反应的化学方程式为2MnOOH＋6HCleq\o(=，\s\up7（△））2MnCl2＋Cl2↑＋4H2O。②MnOOH与稀硫酸和稀草酸（H2C2O4)反应生成硫酸锰、二氧化碳和水，利用化合价升降法配平，该反应的化学方程式为2MnOOH＋H2C2O4＋2H2SO4=2MnSO4＋2CO2↑＋4H2O.与使用浓盐酸回收锰相比，新方法的优点是工艺流程简单；生成CO2和H2O不影响MnSO4纯度；反应过程无有毒有害物质生成(3)溶液的pH为4，c(OH－)＝1×10－10mol/L，又Ksp[Fe(OH）3]＝c（Fe3＋）c3(OH－）＝2.6×10－39,此时溶液中c（Fe3＋）＝2。6×10－9mol/L.Ksp［Zn(OH）2］＝c（Zn2＋）c2(OH－）＝10－17，若Zn2＋浓度为0.1mol/L,则c（OH－）＝10－8mol/L,c（H＋）＝10－6mol/L，pH＝6。答案：(1)①增大接触面积，加快溶解速率②过滤引流③除去炭粉(2）①2MnOOH＋6HCleq\o（=,\s\up7(△))2MnCl2＋Cl2↑＋4H2O②2MnOOH＋H2C2O4＋2H2SO4=2MnSO4＋2CO2↑＋4H2工艺流程简单；生成CO2和H2O不影响MnSO4纯度；反应过程无有毒有害物质生成，不造成二次污染等(答1点即可)(3)2。6×10－9mol/L63．某红色固体粉末样品可能含有Fe2O3和Cu2O中的一种或两种,某化学兴趣小组对其组成进行探究。完成下列空格.（导学号56470150）①提出假设：假设1：只存在Fe2O3；假设2______________________________；假设3：既存在Fe2O3也存在Cu2O。②查找资料:Cu2O在酸性溶液中会发生反应：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O.③实验方案设计与分析:方案一：步骤一：取少量样品于烧杯中,加入过量浓硝酸，产生一种红棕色的气体。由此可得出假设________不成立，写出产生上述气体的化学方程式________________________________________________________________________________________________。步骤二：取少量步骤一溶液置于试管中滴加________，振荡，若________，则说明假设3成立。方案二：取少量样品于烧杯中，加入过量稀硫酸，若固体全部溶解,说明假设________不成立.方案三：同学们设计了如下实验方案测定该样品中Fe2O3的质量分数(装置气密性良好，假设样品完全反应):步骤一：取样品并称量该样品的质量为m1；步骤二：测出反应前广口瓶和瓶内物质总质量m2;步骤三:测出反应后广口瓶和瓶内物质总质量m3；步骤四：计算得出矿物样品中Fe2O3的质量分数。讨论分析：该实验方案________（填“能”或“不能")测出矿物中Fe2O3的质量分数。不改变装置和药品，通过计算得出矿物中Fe2O3的质量分数，你还可以通过测定_____________________________________________________________________________________________________________。若测得m1为3.04g,m3＝m2＋1。76g，则原样品中Fe2O3的质量分数为______（结果保留四位有效数字）。解析：①提出假设：根据题给信息：红色固体粉末样品可能含有Fe2O3和Cu2O中的一种或两种和假设1、假设3,可知假设2为只存在Cu2O。③实验方案设计与分析：方案一：步骤一：样品与过量浓硝酸反应产生红棕色的NO2气体，硝酸发生了还原反应,Fe2O3中铁元素为＋3价，只有氧化性,Cu2O中铜元素为＋1价，既有氧化性又有还原性，则红色粉末中一定含有Cu2O，由此可得出假设1不成立.Cu2O与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，化学方程式Cu2O＋6HNO3(浓)=2Cu（NO3)2＋2NO2↑＋3H2O.若要证明假设3成立，则需要证明铁元素的存在，故步骤二为取少量步骤一溶液置于试管中滴加KSCN溶液，振荡，若溶液显红色,则说明假设3成立。方案二:根据信息②Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O，取少量样品于烧杯中，加入过量稀硫酸,若固体全部溶解，说明假设2不成立。方案三：该实验方案的原理为Fe2O3＋3COeq\o（=，\s\up7(高温））2Fe＋3CO2、Cu2O＋COeq\o（=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2，CO2＋Ca(OH）2=CaCO3↓＋H2O,通过测定反应前混合物的质量,反应前后广口瓶和瓶内物质总质量的差值，确定二氧化碳的质量，列方程组求解，能测出矿物中Fe2O3的质量分数；也可通过测量反应后固体的质量或广口瓶中沉淀的质量，列方程组求解，确定矿物中Fe2O3的质量分数；若测得m1为3.04g，m3＝m2＋1。76g，则生成CO2的质量为1。76g，物质的量为0。04mol，根据氧原子守恒知混合物中氧原子的物质的量为0.04mol。设混合物中Fe2O3的物质的量为x，Cu2O物质的量为y，则有①160g/molx＋144g/moly＝3.04g(质量守恒），②3x