高中化學反應原理大題匯總.doc

化學反應原理大題講解：1（15分）TiO2在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有重要用途。I、工業(yè)上用鈦礦石（FeTiO3，含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì)）經(jīng)過下述反應制得：其中，步驟發(fā)生的反應為：2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O。（1）凈化鈦礦石時，是否需要除去雜質(zhì)FeO？答：_（填“需要”或“不需要”）（2）凈化鈦礦石時，需用濃氫氧化鈉溶液來處理，寫出該過程中發(fā)生反應的化學方程式。答： 。II、TiO2可通過下述兩種方法制備金屬鈦：方法一是電解TiO2來獲得Ti（同時產(chǎn)生O2）：將處理過的TiO2作陰極，石墨為陽極，熔融CaCl2為電解液，用碳塊作電解槽池。（3）陰極反應的電極反應式為_。（4）電解過程中需定期向電解槽池中加入碳塊的原因是_。方法二是先將TiO2與Cl2、C反應得到TiCl4，再用鎂還原得到Ti。因下述反應難于發(fā)生：TiO2 (s) +2Cl2 (g) TiCl4(l) + O2 (g) H = +151 kJmol-1所以不能直接由 TiO2 和 Cl2 反應（即氯化反應）來制取TiCl4。當往氯化反應體系中加入碳后，碳與上述反應發(fā)生耦合，使得反應在高溫條件下能順利進行。（5）已知：C(s) + O2 (g) = CO2 (g) H = - 394 kJmol-1。請?zhí)羁眨篢iO2 (s) + C (s) +2Cl2 (g) = TiCl4 (l) + CO2 (g) H = _（6）從化學平衡的角度解釋：往氯化反應體系中加入碳時，氯化反應能順利進行的原因。答：_。2使用石油熱裂解的副產(chǎn)物CH4來制取CO和H2，其生產(chǎn)流程如下圖：（1）此流程的第I步反應為：CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)，一定條件下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系如圖a。則P1_P2。（填“”或“”） 100時，將1 mol CH4和2 mol H2O通入容積為100L的恒容密閉容器中，達到平衡時CH4的轉(zhuǎn)化率為0.5。此時該反應的平衡常數(shù)K_。（2）此流程的第II步反應的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：溫度/400500830平衡常數(shù)K1091從上表可以推斷：該反應是 反應（填“吸熱”或“放熱”），若在500時進行，設起始時CO和H2O的起始濃度均為0.020mol/L，在該條件下，反應達到平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率為 。下圖表示該反應在t1時刻達到平衡、在t2時刻因改變某個條件引起濃度變化的情況：圖中t2時刻發(fā)生改變的條件是 （寫出一種）。（3）工業(yè)上常利用反應產(chǎn)生的CO和H2合成可再生能源甲醇。已知CO(g)、CH3OH(l)的燃燒熱分別為283.0 kJmol-1和726.5 kJmol-1，則CH3OH(l)不完全燃燒生成CO(g)和H2O(l)的熱化學方程式為 。合成甲醇的方程式為：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H ”、“1 D反應中應經(jīng)常添加Fe2（SO4）3攪拌反應結(jié)束后，將溶液進行 、冷卻、過濾、洗滌即得FeSO47H2O晶體。（2）工業(yè)上用含有少量Cu、Al的廢鐵屑制備Fe2（SO4）3 其反應及操作流程如下：加入NaHCO3并攪拌，將混合液pH調(diào)控至 范圍內(nèi)，使雜質(zhì)沉淀過濾除去。沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Cu(OH)2開始沉淀2.37.53.44.7完全沉淀3.29.74.46.7反應中反應的離子方程式是： 。生產(chǎn)中，將反應產(chǎn)生的NO配比一種氣體X，混合后重新通入反應中，該設計的目的是 ，氣體X與NO配比的比例是 。（3）用Fe2（SO4）3處理含S2-污水時，有黑色沉淀及淡黃色懸浮物產(chǎn)生，其反應的離子方程式是 。9.（16分）工業(yè)上需要利用一批回收的含銅廢料制造膽礬（CuSO45H2O）。該廢料中各種成份含量如下：Cu和CuO約占87%，其它為Mg、Al、Fe、Si及其氧化物，還有少量的難溶物質(zhì)。工藝流程為：將含銅廢料研成粉末加過量熱堿溶液，過濾濾渣用水洗至pH=7加稍過量稀硫酸，加熱條件下通空氣攪拌至固體基本溶解 分離得到膽礬晶體再將濾液用硫酸調(diào)節(jié)pH=23調(diào)節(jié)pH=5.2沉降1小時之后過濾再加H2O2于80保溫半小時部分金屬陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH如下表：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Cu(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)2pH5.23.16.79.49.7回答：（1）步驟中為什么要將含銅廢料研磨成粉狀？ 。（2）步驟中的離子方程式（寫出2個即可）： 、 。步驟中H2O2參加反應的離子方程式： 。（3）步驟中調(diào)節(jié)溶液pH時適宜的物質(zhì)是 （填序號）；ANaOH B氨水 CCu2(OH)2CO3 DCu(OH)2 EMgCO3步驟中濾渣成份的化學式 。（4）步驟中用硫酸調(diào)節(jié)pH23的原因是 。步驟的分離方法是 10（14分）工業(yè)上用硫碘開路循環(huán)聯(lián)產(chǎn)氫氣和硫酸的工藝流程如下圖所示：請回答下列問題：（1）在反應器中發(fā)生反應的化學方程式是_。（2）在膜反應器中發(fā)生反應：2HI(g)H2(g)I2(g) H0。若在一定條件密閉容器中加入1 mol HI(g)，n(H2)隨時間(t)的變化關系如下圖所示： 該溫度下，反應平衡常數(shù)K_，若升高溫度，K值將_（填“增大”、“減小”或“不變”）。 用化學平衡原理解釋使用膜反應器及時分離出H2的目的是_。（3）電滲析裝置如下圖所示： 結(jié)合電極反應式解釋陰極區(qū)HIx轉(zhuǎn)化為HI的原理是_。 該裝置中發(fā)生的總反應的化學方程式是_。（4）上述工藝流程中循環(huán)利用的物質(zhì)是_。11. CoCl26H2O在飼料、醫(yī)藥工業(yè)上有廣泛的用途。下列是以含鈷廢料（含少量Fe、Al等雜質(zhì)）為原料制取CoCl26H2O的一種新工藝流程：已知：鈷與鹽酸反應的化學方程式為：Co2HCl=CoCl2H2CoCl26H2O熔點86，易溶于水；常溫下穩(wěn)定無毒，加熱至110120時，失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷。部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3開始沉淀2.77.57.63.8完全沉淀3.29.79.25.2請回答下列問題：(1)加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至a，a的范圍是 。(2)操作包含3個基本實驗操作，它們是 、 和過濾。(3)制得的CoCl26H2O需減壓烘干的原因是： 。(4)為測定產(chǎn)品中CoCl26H2O含量，某同學將一定量的樣品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，過濾，并將沉淀烘干后稱量其質(zhì)量。通過計算發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中CoCl26H2O的質(zhì)量分數(shù)大于100，其原因可能是： 。(5)在實驗室中，為了從上述產(chǎn)品中獲得更純凈的CoCl26H2O，方法是： 。(6)在上述新工藝中，用“鹽酸”代替原工藝中“鹽酸與硝酸的混酸”直接溶解含鈷廢料，其主要優(yōu)點為： 。原工藝較新工藝也有優(yōu)點，其主要優(yōu)點是 。12（13分）某種碳酸錳礦的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3等。已知碳酸錳難溶于水。一種運用陰離子膜電解法的新技術可用于從碳酸錳礦中提取金屬錳，流程如下：陰離子膜法電解裝置如右圖所示：（1）寫出用稀硫酸溶解碳酸錳反應的離子方程式 。（2）已知不同金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的pH如下表：離子Fe3+Al3+Fe2+Mn2+Mg2+開始沉淀的pH2.73.77.07.89.3沉淀完全的pH3.74.79.69.810.8加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH等于6，則濾渣的成分是 ，濾液中含有的陽離子有H+和 。（3）在浸出液里錳元素只以Mn2+的形式存在，且濾渣中也無MnO2，請解釋原因 。（4）電解裝置中箭頭表示溶液中陰離子移動的方向，則A電極是直流電源的 極。實際生產(chǎn)中，陽極以稀硫酸為電解液，陽極的電極反應式為 。（5）該工藝之所以采用陰離子交換膜，是為了防止Mn2+進入陽極區(qū)發(fā)生副反應生成MnO2造成資源浪費，寫出該副反應的電極反應式 。14.(14分)一定濃度NaHCO3溶液與CuSO4溶液中反應后生成了藍綠色顆粒狀沉淀。就沉淀成分提出了如下三種假設：假設一：沉淀是CuCO3；假設二：沉淀是Cu(OH)2假設三：沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物(1)寫出假設二，沉淀是Cu(OH)2生成的理由 （用離子方程式表示）；為了探究沉淀的成分，取出了一部分沉淀，滴加稀鹽酸，有氣體放出。憑此現(xiàn)象，判斷沉淀中含有 ；為了進一步探究沉淀的成份，進而確定假設中何種假設成立，設計實驗，裝置圖如下：研究沉淀物組成前，須將沉淀從溶液中分離并凈化。具體操作依次為 、洗滌、干燥；裝置E中藥品的名稱是 作用為 ；實驗過程中有以下操作步驟：a打開K1、K3，關閉K2、K4，通入過量空氣。此步驟的作用是 b關閉K1、K3，打開K2、K4，充分反應 c再通入過量空氣時，活塞處于打開的 關閉的 。若沉淀樣品的質(zhì)量為m g，裝置D的質(zhì)量增加了n g；若沉淀樣品為純凈物，m、 n之間的關系為 若假設三成立，則Cu(OH)2的質(zhì)量分數(shù)為 ；若不進行步驟C，則會使測得結(jié)果 （填“偏高”“無影響”“偏低”）15海水中主要含有等離子。合理利用海水資源和保護環(huán)境是我國可持續(xù)發(fā)展的重要保證。 火力發(fā)電燃煤排放的會造成一系列環(huán)境和生態(tài)問題。利用海水脫硫是一種有效的方法，其工藝流程如下圖所示： (1)天然海水的pH8，呈弱堿性。用離子方程式解釋原因_。 (2)天然海水吸收了含硫煙氣后，要用進行氧化處理，其反應的化學方程式是_。氧化后的“海水”需要用大量的天然海水與之混合后才能排放，該操作的主要目的是_。重金屬離子對河流及海洋造成嚴重污染。某化工廠廢水(pH=2.0，1gmL-1)中含有等重金屬離子，其濃度各約為0.01molL-1。排放前擬用沉淀法除去這兩種離子，查找有關數(shù)據(jù)如下：難溶電解質(zhì)8.310-175.610-86.310-507.110-91.210-153.410-28(3)你認為往廢水中投入_ (填字母序號)，沉淀效果最好。A B C D (4)如果用生石灰處理上述廢水，使溶液的pH=8.0，處理后的廢水中=_。 (5)如果用食鹽處理其只含的廢水，測得處理后廢水中的質(zhì)量分數(shù)為0.117。若環(huán)境要求排放標準為低于1.0l0-8molL-1，問該工廠處理后的廢水中=_，是否符合排放標準_ (填“是”或“否”)。已知=1.8l0-10。16（16分）鈦合金是航天航空工業(yè)的重要材料。由鈦鐵礦（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制備TiO2等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下：已知：TiO2易水解，只能存在于強酸性溶液中TiCl4的熔點25.0，沸點136.4；SiCl4的熔點68.8，沸點57.6回答下列問題：（1）寫出鈦鐵礦酸浸時，主要成分TiO2反應的離子方程式 加入鐵屑的作用是 。（2）操作包含的具體操作方法有 。（3）向“富含TiO2溶液”中加入Na2CO3粉末得到固體TiO2n H2O，請用恰當?shù)脑砗突瘜W用語解釋其原因 ，廢液中溶質(zhì)的主要成分是 （填化學式）。焦炭 氯氣沸騰氯化爐900COTiO2四氯化鈦(液)海綿鈦Na550，Ar（4）用金紅石（主要含TiO2）為原料，采用亨特(Hunter)法生產(chǎn)鈦的流程如下：寫出沸騰氯化爐中發(fā)生反應的化學方程式 ，制得的TiCl4液體中常含有少量SiCl4雜質(zhì) ，可采用 方法除去。（5）TiO2直接電解法生產(chǎn)金屬鈦是一種較先進的方法，電解質(zhì)為某種可以傳導O2-離子的熔融鹽，原理如右圖所示，則其陰極電極反應為： ，電解過程中陽極電極上會有氣體生成，該氣體可能含有 。2.參考答案（1） 2.25104（2）放熱 75% 降低溫度，或增加水蒸汽的量，或減少氫氣的量。（3）CH3OH (l) + O2(g) = CO(g) + 2H2O(l) H=443.5 kJmol-1 Z 投料比越高，對應的反應溫度越高 33.3%3（11分）I（1）90%，144，a（1分）（2）cdII（1）CO+H2-4e-+2CO32- =3CO2+H2O（2）0.1mol4.（共15分）（1） SO2OHHSO3 H2(g)Cl2(g)2HCl(g) DH-184.6 kJmol-1 NaCl溶液 （2） 2Fe3+SO22H2O2Fe2+SO42-4H+ 丁達爾效應 加入鐵粉時發(fā)生反應2Fe3+Fe3Fe2+，c(Fe3+)減小，使反應b逆向移動 由于化學反應速率：ba，化學反應限度：ab，所以產(chǎn)生上述現(xiàn)象 5（14分）（1）+2（2）FeOCr2O3（3）粉碎礦石、升高溫度（4） 少量不能除盡Na2CO3等雜質(zhì)，過量會生成Na2Cr3O10等副產(chǎn)物。 Na2Cr2O7和Na2SO4（5）2H+2e-=H2，Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O 6. （13分）SiO2、Cu（各1分）Fe2+ （2分） 2Fe3+ + Cu = Cu2+ + 2Fe2+（2分）（1） 3.2pH4.0 5.2pH5.4（各1分）（2） Cu2+ +2e = Cu 2Cl- 2e = Cl2（各1分）（3） b （2分）5ClO+ 2Fe2+ + 5H2O = 2Fe(OH)3 + Cl+ 4HClO（1分） （或 2Fe2+ +7ClO+ 2H+ 5H2O = 2Fe(OH)3 + Cl+ 6HClO）7.（14分）（1）凝聚（2） 10 2Fe(NO3)3 + 3NaClO + 10NaOH = 2Na2FeO4 + 3NaCl + 6NaNO3 + 5H2O2K+ + FeO= K2FeO4 （3） K2FeO4的穩(wěn)定性隨溫度的升高而減弱 由4FeO+ 10H2O 4Fe(OH)3（膠體）+ 8OH- + 3O2可知：c(H+)增大使平衡正向移動，所以平衡時c(FeO)越小，溶液的pH越小 8（14分）（1） Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 B、C - A、C - 過濾 -（2） 6.77.5 - 3Fe2+ + NO3- + 4H+ = 3Fe3+ + NO+ 2H2O - （2分） 節(jié)約Fe(NO3)3 、防止NO污染 - 3 : 4 -（3）2Fe3+ + 3S2- =2 FeS+ S 9. （16分）（1）增大固體反應物的表面積，增大化學反應的速率。（2分）（2） 2Al2OH2H2O2AlO23H2； Si2NaOHH2ONa2SiO32H2；Al2O32OH2AlO2H2O； SiO22NaOHNa2SiO3H2O 。（每寫出其中1個給2分，共4分，沒氣體符號扣1分，未配平0分）2Fe2 H2O2 2H 2Fe3 2H2O （2分）（3）C、D （2分） Fe(OH)3 （1分）（4）加熱蒸發(fā)濃縮時會導致Cu2發(fā)生水解生成Cu(OH)2，用硫酸調(diào)節(jié)pH23是為了抑制Cu2的水解，也不會引入雜質(zhì)。 （2分） 蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾。 （3分）10（14分，每空2分）（1）SO2 + x I2 + 2H2O = H2SO4 + 2HIX（2）1/64 增大 及時分離出H2，使平衡正向移動，提高HI的分解率。電解（3）在陰極區(qū)發(fā)生反應：Ix +（x-1）e = xI，且陽極區(qū)的H+通過交換膜進入陰極區(qū)，得以生成HI溶液。 2HIx=（x-1）I2 + 2HI1211. 5.27.6 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解生成有毒的無水氯化鈷。樣品中含有NaCl雜質(zhì)；烘干時失去了部分結(jié)晶水