22届高考化学复习：综合大题规范练（三）

综合大题规范练(三)

1.钿(Pd)是一种不活泼金属，含钿催化剂在工业、科研上用量较大。利用废催化剂钿碳制备

氯化钳(PdCL)和Pd的流程如图所示:

过E空气王水浓氨水

广|滤渣呼氏涤液I

耙碳一7：客竺生［V1H自产遽

1H滤液F盐酸

妣干博靖操作

2a

Pd.*-'—―Pd(NH3)2Cl2*------ffiPd(NH3)2Cl2-J

已知：①钿碳含有活性炭、5%〜6%的钿以及约1%的铁。

②王水：浓硝酸和浓盐酸按体积比为1：3的混合物。

③高温下，会有部分杷被氧化为PdO。

(1)在实验室里，可在_____________(填仪器名称)中模拟“焚烧”过程；若其他制备步骤不

变，省去“焚烧”过程，带来的不利后果是o

(2)个别文献指出，“酸溶”前可用月井(N2H4)先将PdO“还原”。写出“还原”过程所发生反

应的化学方程式：;

月井(N2H4)也可以被看作二元弱碱，结合质子生成N2HJ或N2%+。肺与少量稀硫酸混合后，得

到的产物的化学式为O

⑶洗涤滤渣并将洗涤液与滤液合并，对提高PdCl2的产率至关重要，其主要原因是

(4)操作a是先加氨水溶解，后加盐酸过滤、洗涤，其主要目的是

(5)将Pd(NH3)2CL在空气中550℃下焙烧(氧气不参与反应)可以直接得到海绵状的钿，海绵钿

具有优良的储氢功能，其储氢原理为2Pd(s)+尤H2(g)=2PdH.1(s)。假设海绵状金属钿密度为

pg-cm-\摩尔质量为Mg-molr、其吸附的氢气是其体积的〃倍(标准状况下)，则此条件下

海绵钿的储氢容量R=mL-g-i,氢气的浓度r=mol(储氢容量R即1g钿吸

附氢气的体积；氢气的浓度r为1molPd吸附氢气的物质的量)。

答案(1)用烟消耗王水太多(或产生的有毒有害气体太多)(2)N2H4+2PdO=N2f+2Pd

+2H,0(N2H5)2SO4(3)Fe(OH)3胶体吸附含耙微粒，造成铝元素损失太大(4)获得更纯净

的Pd(NH3)2CL%22400^

解析(1)灼烧固体要在卅期中进行，在实验室里，可在培娟中模拟“焚烧”过程；原料中活

性炭含量太大，若其他制备步骤不变，省去“焚烧”过程，带来的不利后果是消耗王水太多，

产生氮的氧化物等有毒有害气体太多(或产生的有毒有害气体太多)。

(2)个别文献指出，“酸溶”前可用月井(N2H。先将PdO“还原”生成氮气、把，反应的化学方

程式为N2H4+2PdO=N2t+2Pd+2H2。；股(N2H4)也可以被看作二元弱碱，结合质子生成

N2H：或N2Hg。月井与少量稀硫酸混合后，得到的产物的化学式为(N2H5)2SO4。

(3)洗涤滤渣并将洗涤液与滤液合并，对提高PdCb的产率至关重要，其主要原因是Fe(0H)3

胶体吸附含把微粒，造成铝元素损失太大。

⑷操作a是先加氨水溶解，后加盐酸过滤、洗涤，其主要目的是为了获得更纯净的Pd(NH3)2Cl2o

1Q1CTV)

(5)lgPd的体积为——标准状况下其吸附的H2的体积为〃x——\=-mL,则储氢

°pg-cmpg-cmp

容量R为"mL-g-1;1molPd的体积为1"岂,。1__M_吸附氢气的物质

pbpg-cmpp

M-a

—mLXnX103L-mL1.

的量为'22.4L-moP1=22400pmol°

2.某学习小组通过下列装置探究M11O2与FeCb是否反应产生Cb。已知FeCb固体加热易升

华，其蒸气为黄色。

实验操作和现象:

实验操作现象

点燃酒精喷灯，加热加热一段时间后，装置A中产生黄色气体，装置B中溶液变蓝

(1)该实验装置从安全角度分析，存在的问题是

(2)在进行上述实验前还必需进行的操作为________________________________________

⑶装置A中产生黄色气体能不能说明一定产生Cb?(填“能”或“不能”)，原因为

(4)除了生成的氯气可使装置B中溶液变蓝外，推测还有两种可能。

①推测一：装置A中产生的另一种黄色气体也可使装置B中溶液变蓝。为排除这种黄色气体

应作如何改进?。

②推测二：在酸性条件下，装置中的空气可使装置B中溶液变蓝。发生反应的离子方程式为

为排除这种情况应如何操作？

(5)按照上述改进措施进行实验，观察到装置A中产生黄色气体，装置B中溶液变蓝，则装

置A中发生反应的化学方程式为。

答案⑴FeCb固体加热易升华，遇冷会凝华而易堵塞导管使装置炸裂(2)检查装置的气密

性(3)不能FeCb固体升华后产生的气体也为黄色(4)①在装置A、B间添加冷凝装置

②O2+4H++4「=2l2+2H2O在开始加热装置A前通入一段时间用排尽装置内空气

(5)4FeCl3+3MnO2^=2Fe2O3+3MnCl2+3C12t

解析有气体参加的反应或制取气体的反应，在实验前要检查装置的气密性，为防止空气成

分对实验的干扰，要先通入与反应体系无关的气体进行排空处理；对于易升华、凝华的物质

要注意采取安全措施，Cb、FeCb都有氧化性，都会将KI氧化为L而使淀粉溶液变为蓝色，

要注意排除杂质的干扰，同时要注意进行尾气处理，防止大气污染。

(1)该实验装置从安全角度分析，存在的问题是FeCb固体加热易升华，其蒸气遇冷就会发生

凝华现象，变为固体而易堵塞导管使装置炸裂。

(2)该装置要通过实验探究MnCh与FeCb能否反应产生CL,因为可能有气体产生，因此实验

操作前还需要进行的操作为检查装置气密性。

(3)装置A中产生黄色气体不能说明一定产生Cb,这是因为FeCb固体加热升华后产生的FeCl3

蒸气也为黄色，因此不能确定黄色气体是CL还是FeCb蒸气。

(4)①由于黄色气体可能是CL,也可能是FeCb蒸气，所以推测一就要排除FeCb蒸气的干扰，

改进的措施是在装置A、B间添加冷凝装置，将FeCb蒸气通过冷凝分离除去，然后根据装

置B中现象分析判断。

②推测二是在酸性条件下，空气中含有的O2具有氧化性，。2在溶液中溶解，与KI发生反应

+

产生L而使装置B中溶液变蓝，该反应的离子方程式为O2+4H+4r=2I2+2H2O;解决

该问题的实验操作为在开始加热装置A前通入一段时间N2排尽装置内空气。

(5)按照上述改进措施进行实验，观察到装置A中产生黄色气体，装置B中溶液变蓝，则证

明装置A中发生反应产生了Cb,根据原子守恒、得失电子守恒，可得该反应的化学方程式

为4FeCl3+3MnO2^^2Fe2O3+3MnCh+3Cl2t。

3.七在生物学、医学等领域有重要应用，传统制氢成本高、技术复杂，研究新型制氢意义

重大，已成为科学家研究的重要课题。回答下列问题：

(1)我国科学家研究发现，在Rh的催化下，单分子甲酸分解制H2反应的过程如图1所示，其

中带“*”的物质表示吸附在Rh表面，该反应过程中决定反应速率步骤的化学方程式为

甲酸分解制H2的热化学方程式可表示为_____________________________________________

(阿伏加德罗常数的值用心表示)。

相对能量/eV

1.2

过渡态ii

0.8■过渡态i历而\

丽、/\过渡态iii

0.4/\/\/研

£)OH(gjHCOO*+H**0.07/'，

0.06

CO*+2H*盂HB

HCOOH*2Cc0°2(g)+H2(g)

—0.4

单分子甲酸分解制H2的反应过程

图1

(2)T℃下H2s可直接分解制取力,反应的原理如下：2H2s(g)茴温2H2(g)+S2(g)。实际生

产中往刚性容器中同时通入H2s和水蒸气，水蒸气与反应体系的任何物质均不发生反应，测

得容器总压仍总电和H2s的转化率⑷随时间的变化关系如图2所示。计算反应在。〜20min

内的平均反应速率。32)=kPa-min^1；平衡时，p(水蒸气)=kPa,平衡常数

降=kPa(Kp为以分压表示的平衡常数)。

5

M

7

一

港

£60

*

M

40

4006()()温度/七

图3

rV(V

(3)工业上也可采用乙苯(\Z)气体催化脱氢法制取H2,同时生成苯乙烯('7)气体。

其他条件不变时，在不同催化剂(n、m、p)作用下，反应进行相同时间后，乙苯的转化率随反

应温度的变化如图3所示。相同温度下，三种催化剂(n、m、p)的催化活性由高到低的顺序为

；b点乙苯的转化率高于a点的原因是

1

答案(l)HCOOH*一HCOO*+H*HCOOH(g)=CO2(g)+H,(g)-0.16?/AeV-moF

(2)1.260135(3)n>m>pa、b点都未达到平衡，b点温度高，b点的反应速率快，消

耗乙苯的量多

解析(1)根据题意决定反应速率主要看活化能，因此该反应过程中决定反应速率步骤的化学

方程式为HCOOH*=HCOO*+H*;根据图1中信息得到甲酸分解制区的热化学方程式可表

示为HCOOH(g)=CO2(g)+H2(g)A8=-0.162VAeV-mol-i。

⑵设开始H2s压强为“kPa,转化的H2s压强为26kPa,水蒸气压强为ckPa。

根据反应以压强建立三段式，

isj温

2H2s(g)2H2(g)+S2(g)

开始/kPaa00

转化/kPa2blbb

平衡/kPaa—2b2bb

因此有a+c=100,c+a-2.b+2b+b=112,—X100%=60%,解得。=40,b=U,c=60,

Ao24kPa

因此反应在0〜20min内的平均反应速率o(H2)="=石而^=1.2kPa-min-i;平衡时，水蒸

气压强和任意时刻的水蒸气压强相同，p(水蒸气)=60kPa,平衡时根据题意建立三段式,

2H2s(g)2H2(g)+S2(g)

开始/kPa4000

转化/kPa303015

平衡/kPa103015

302X15

平衡吊数Ap—135(kPa)

102―o

(3)根据图3中信息，做一条与y轴平行的线，相同温度下，三种催化剂(n、m、p)的催化活

性由高到低的顺序为n>m>p;b点乙苯的转化率高于a点的原因是a、b点都未达到平衡，

b点温度高，b点的反应速率快，消耗乙苯的量多。

4.碳(C)、铜(Cu)、锡(Sn)及其化合物有许多用途。回答下列问题。

⑴在元素周期表里，锡和碳同族，锡位于第五周期。基态锡原子的最外层电子排布式为

(2)磷化铜(Cu3P2)用于制造磷青铜，磷青铜是含少量锡、磷的铜合金。磷化铜与水反应产生有

毒的磷化氢(PH3)气体，P、S的第二电离能(/2)的大小关系为/2(P)/2(S)(填

或"二“)，原因是o

PH3分子的热稳定性比NH3(填“强”或“弱”)。

(3)1mol苯中含0键的数目为o

CH3cH2coOH中C的杂化方式有；

⑷磷青铜晶体的晶胞结构如图所示，该晶体中P原子与最近的Cu原子的核间距为anm,该

晶体中P原子位于由Cu原子形成的正八面体的空隙中，则该正八面体的边长为_______nm,

该晶体密度为g-cnT3(用含必的代数式表示)。

Sn

答案(l)5s25P2(2)<P失去的是3P2上的电子，S失去的是3P3上的电子，3P3为半充满

结构，较稳定、难失去电子弱(3)12NAsp\sp2(4)y[2a^XIO7)3^

解析(4)该正八面体的边长为晶体中P原子与最近的两个Cu原子构成的直角三角形的斜边,

所以该正八面体的边长为也anm;在晶胞中，含有P原子个数为1、Sn原子个数为需X8=l、

(119+64X3+31)g-mo「

Cu原子个数为]X6=3,则该晶体密度为1-7

^AmorX(2aX10c:

5.克霉噗为广谱抗真菌药，对多种真菌尤其是白色念珠菌具有较好的抗菌作用，其合成路线

如图：

CH3

已知：甲苯与氯气在三氯化铁催化下得到两种物质：C1和。

回答下列问题：

(1)C的名称是；E中的官能团名称为«

(2)在由B制取E的过程中，不是由B一步反应生成E,其原因为

(3)F-G的反应类型是o

(4)写出D―E的化学方程式：_