2025屆高三化學一輪復習熱重分析

一輪復習熱重分析專題

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一、解答題

1.以鎂渣［含有MgCCh、Mg(OH)2>CaCO3>AhO3>FezCh和SiCh］為原料制取六水合氯化

鎂(MgCbfFhO),具體的工藝流程如圖:

鹽酸調pH=5調節(jié)pH鹽酸

鎂渣

碎

粉煨燒

MgCl-6HO

理

處700℃22

濾渣1濾渣2濾液3

已知：①濾液2與適量石灰乳反應合成堿式氯化鎂［Mg(0H)2一xCkmfhO］,當x=l,m=0時,

堿式氯化鎂為Mg(OH)Ch

②相關金屬離子［c(Mn+)=0.1moLL」形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下表:

金屬離子Fe3+Al3+Mg2+Ca2+

3.4

開始沉淀的pH1.58.911.3

沉淀完全的pH2.84.710.9一

請回答下列問題：

(1)實驗室煨燒樣品的實驗儀器為

(2)濾渣2的主要成分是

(3)通過調節(jié)濾液2的pH來獲取Mg(OH)2沉淀，則溶液pH的范圍為

(4)向溶液A中先加入_(填化學式)酸化，然后_、冷卻結晶、過濾、洗滌和低溫干燥得

到MgCH6H2O,取少量低溫干燥得到的MgCH6H2O晶體溶于水后發(fā)現(xiàn)溶液呈堿性，則含

有的雜質是—從操作上分析引入雜質的原因是

(5)熱重分析法是程序控制溫度下測最物質的質量與溫度關系的一種實驗技術。

MgCl2-6H2O的熱重曲線如圖。已知:MgCl2-6H2O在空氣中受熱脫水時，不產生無水氯化鎂。

“個質量(g)

4.06--1~I

3.36------

2.62-總----------------------

K53-R-4-----------------------U

0.80-i-f——!-----------------------------------------[——.

：!；

?!??

097117180527—554溫威。c)

①試確定200°。時固態(tài)物質的化學式：_o

②溫度升至554℃時分解得到的主要產物為白色固體和一種酸性氣體，寫出該反應的化學方

程式：_o

2.鉆廣泛應用于機械制造、電子電器、航空航天、電池制造等行業(yè)，是國家重要的戰(zhàn)略資

源。用含鉆廢料(主要成分為CO2O3,含少量FeO、UO3、CaO、MgO、SiO?等)制備草酸

鉆晶體(CoCQ4-2Hq)的工藝流程如圖所示，試回答下列問題:

已知：

①CO2O3具有強氧化性。

11

②Ksp(MgB)=7.35xW,羯(C碼)=1.05x10為。

(1)為提高含鉆廢料的浸出效率，可采取的措施是(任寫一條)。

(2)Na2SO3在水溶液中的電離方程式為；浸出渣的主要成分為(填化學

式)。

(3)向“浸出液”中加入適量的NaCK)3時，F(xiàn)e?+發(fā)生反應的離子方程式為。

(4)0.1mol.廣的Na2c溶液中：[2c(H283)+2c(HC。(填“>”或“<，或一)

+

[c(OH-)-c(H)]o

2+

⑸①“除鈣鎂”后，濾液中c(Ca2+)=1.0x10-5mol.匚時，c(Mg)=^.^0

試卷第2頁，共25頁

②若“調pH”時溶液的pH偏低，將會導致Ca?+、Mg2+沉淀不完全，其原因是o

(6)將CoCQ「2H2。在空氣中加熱最終可得到鉆的氧化物。分解時測得殘留固體的質量隨溫

1

度變化的曲線如圖所示。[己知：M(CoC2O4-2H2O)=183g-moF]

利

啾

眼

￡

及

阿

融

慈

經測定，A-B過程中產生的氣體只有CO?,此過程中發(fā)生反應的化學方程式為<

3.草酸銀晶體(NiJO/ZH?。，M=182.69g/mol)是一種難溶于水的淺綠色粉末，常用于

制饃催化劑和銀粉等。工業(yè)上用廢銀催化劑(主要成分為Ni,含有一定量的ALO3、FeO、SiO2、

CaO等)制備草酸銀晶體的流程如圖所示:

已知：①相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH見表中數(shù)據(jù):

金屬離子3+2+3+2+

FeFeAlNi

開始沉淀的pH1.15.83.06.8

完全沉淀的pH3.28.85.09.5

②/(C*)=1.46x101°

③pH增大，F(xiàn)e?+被氧化的速率加快，同時生成的Fe，+水解形成更多的膠體能吸附即2+。

④當某物質濃度小于1x10-5moi.L一時，視為完全沉淀。

回答下列問題：

⑴寫出一種能提高“酸浸”速率的措施=

(2)“氧化”過程中，控制70℃、pH小于3的條件下進行。

①Hz。？的電子式為

②“氧化”過程的離子方程式為o

③pH為3~4時，銀的回收率降低的原因是o

(3)“調pH”的范圍為，“沉鈣”過程中，當Ca2+沉淀完全時，溶液中《廣)>

moi(列出計算式即可)。

(4)操作a包含過濾、用乙醇洗滌、110℃下烘干等步驟。過濾后檢驗草酸保晶體是否洗滌干

凈的方法是。

(5)在空氣中加熱草酸銀晶體得到如下TG-DSC熱分解曲線如圖所示，已知：TG指的是在程

序控制溫度下測量待測樣品的質量與溫度變化關系，DSC指通過單獨的加熱器補償樣品在

加熱過程中發(fā)生的熱量變化，以保持樣品和參比物的溫差為零。這種補償能量即樣品吸收(峰

向下)或放出(峰向上)的熱量。則300℃時，反應的化學方程式為o

二水草酸鎮(zhèn)在空氣中以10℃/min升到400笛的熱重差熱分析曲線

4.在國家“十二五環(huán)保規(guī)劃”中，氮氧化物成為實行總量控制的污染物，其總量控制消減主

要是煙氣、燃煤的脫硝，機動車尾氣治理等。

I.甲烷還原氮的氧化物

(1)已知下列反應:

①CH4(g)+4NO(g),CO2(g)+2N2(g)+2H2O(g)△Hi=-1155.5kJ-mol"

1

②Oz(g)+2NO(g)^，2NO2(g)△H2=-112.5kJ-mol

1

③C?2(g)+N2(g).2NO(g)△H3=+178.0kJ-mol

試卷第4頁，共25頁

則反應④CH4(g)+2NC>2(g)?CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)AH4=kJ-moH。

II.三元催化劑直接轉化氮的氧化物

⑵機動車尾氣在三元催化劑作用下發(fā)生反應：2CO(g)+2NO(g)^-2CO2(g)+N2(g)AH,

2

實驗測得：v(正)=1<正-?2(?40)42(€：0),v(逆)(N2).C(CO2),其中k正、k逆是只

受溫度影響的速率常數(shù)。在密閉容器中，該反應達到平衡，升溫時，測得k逆增大的倍數(shù)比

k正大，貝必H0(填“〉”或“<”)。

III.堿液吸收氮的氧化物

(3)用一定濃度的NaOH溶液吸收含氮氧化物的廢氣(含NO、NO2),生成亞硝酸鹽，該反應

的離子方程式是。

IV.氨氣還原氮的氧化物

(4)某科研攻關小組在兩個恒容(2.0L)密閉容器中進行如下投料對比實驗：

NH3NOO2

容器14mol4mol0

容器24mol4molImol

兩個容器中的混合氣體在相同催化劑表面分別發(fā)生如下反應：

-1

⑤4NH3(g)+6NO(g).5N2(g)+6H2O(g)△H3=-1814kJ-mol

⑥4NH3(g)+4NO(g)+O2(g),4N2(g)+6H2O(g)△也

反應過程中，測得相同時間時NO的轉化率隨溫度變化的曲線如圖所示:

620K時，容器2中反應的平衡常數(shù)K=(用分數(shù)表示)，溫度大于575K時，溫度升

高，容器2中NO轉化率逐漸降低的原因是(忽略溫度對催化劑的影響)；工廠在用

氨氣處理含氮氧化物的廢氣時，需通入一定量的空氣，從圖中曲線變化分析這種操作的優(yōu)點

是O

5.氯化鏤焙燒菱銃礦制備高純度碳酸鎰的工藝流程如圖:

氯化鉉

凈化除雜

己知：①菱鎰礦的主要成分是MnCCh,還含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。

②相關金屬離子［co(Mn+)=0.1mol/L］形成氫氧化物沉淀的pH范圍如表:

金屬離子Al3+Fe3+Fe2+Ca2+Mn2+Mg2+

開始沉淀的pH3.81.56.310.68.89.6

沉淀完全的pH5.22.88.312.610.811.6

③常溫下，CaF2、MgF2的溶度積分別為1.46x10-1。、7.42x10-11。

回答下列問題：

(1)“焙燒”時發(fā)生的主要反應的化學方程式為o分析圖，氯化錢焙燒菱錦礦的最佳條件

是：焙燒溫度為500℃。分析選擇反應溫度不高于500℃的原因是。

%

、

樹

田

財

般

焙燒溫度對鎰浸出率的影響

⑵浸出液“凈化除雜”過程如下：首先加入MnCh將Fe2+氧化為Fe3+,反應的離子方程式

為;再調節(jié)溶液的pH將AF+、Fe3+變?yōu)槌恋沓?，溶液pH的范圍為；然后加

入NH4F除去o

試卷第6頁，共25頁

(3)碳化結晶時，反應的離子方程式為o

(4)MnCCh(相對分子質量115)在空氣中加熱易轉化為不同價態(tài)的鎰的氧化物，其固體殘留率

隨溫度的變化如圖所示，300℃?770℃范圍內，發(fā)生反應的化學方程式為。

W

W

W

8

溫度/(

6.NOx會危害人體健康，破壞環(huán)境，對其進行無害處理研究一直是科技界關注的重點。請

回答以下問題：

(1)選擇性催化還原技術(SCR)是針對柴油車尾氣排放中的一項處理工藝。已知在催化劑的作

用下，有如下反應發(fā)生：

①4NH3(g)+5O2(g)馨?!4N0(g)+6H2O(g)AHi=-905krmoH

4

②4NH3(g)+3O2(g)皤22N2(g)+6H2O(g)AH2=-1268kJ-mol

@4NH3(g)+6N0(g)簿?5N2(g)+6H2O(g)AH3

反應③的反應熱AH3=?

(2)氨催化氧化時會發(fā)生(1)中的①、②兩個競爭反應。為研究某催化劑的效果，在1L恒容密

閉容器中充入lmolNH3和2moiCh,測得反應達到平衡時有關物質的量關系如圖：

①根據(jù)以上信息，其他條件不變時，下列措施中可以提高NH3轉化為N2的平衡轉化率的是

(填字母)。

A.升高反應溫度B.降低反應溫度

C.增大NH3和02的初始投料比D.及時分離出H2O

②520。€>840%：時體系中NO含量迅速增加的原因是。

(3)已知：2NO(g)+O2(g)馨?2NO2(g)分兩步進行，其反應過程能量變化如圖a。

I.2NO(g)海NN2O2(g)

n.N2O2(g)+O2(g)<7?2NO2(g)

①決定NO氧化反應速率的步驟是(填“I”或“II”)。

②在恒容的密閉容器中充入一定量的NO和02氣體，保持其它條件不變，在溫度為Ti和

T2(T2>T0,測得c(NO)隨t(時間)的變化曲線如圖b,轉化相同量的NO,在溫度(填“T1

或“T2”)下消耗的時間較長，結合圖a分析其原因_____o

(4)在恒溫條件下，向初始壓強為pMPa的恒容密閉容器中加入等物質的量CO和NO發(fā)生反

應：2CO(g)+2NO(g)脩?N2(g)+2CCh(g),反應達平衡時，N2的體積分數(shù)為20%,則NO

的轉化率為(保留一位小數(shù))。該條件下反應平衡常數(shù)Kp=MPa」(用平衡分壓代

替平衡濃度計算，分壓=總壓x物質的量分數(shù))。

7.鉆的氧化物常用于制取催化劑和顏料等。以含鉆廢料(含COzOs和少量Fe、Al、Mn、Ca、

Mg等的氧化物及活性炭)為原料制取鉆的氧化物的流程如下。

試卷第8頁，共25頁

+

已知：萃取時發(fā)生的反應為C02++n(HA)2COA2-(n-l)(HA),+2HO

(1)除Fe、Al：先加入NaClOs溶液，再加入Na2cO3溶液調節(jié)pH。寫出NaCQ氧化Fe?+的

離子方程式：o

⑵除Ca、Mg：當某離子濃度cWlxloYmoLC^^認為該離子已除盡。

①為使Ca2+、Mg2+除盡，必須保持溶液中c(F),mori/i。

②若調節(jié)溶液的pH偏低、將會導致Ca2+、Mg”沉淀不完全，其原因是。

10n4

[Ksp(CaE,)=l.OxlO-,Ksp(MgF,)=7.4xlO-,Ka(HF)=3.5xlQ-]o

(3)萃取、反萃取:加入某有機酸萃取劑(HA)2,實驗測得Co?+萃取率隨pH的變化如圖所示。

向萃取所得有機相中加入H2SO4,反萃取得到水相。

①該工藝中設計萃取、反萃取的目的是O

②C02+萃取率隨pH升高先增大后減小的可能原因是o

(4)熱分解：向反萃取所得水相中加入(NHJ2C2O4溶液，充分反應后，得到CoCzOCH?。。

將CoJCVZH?。在空氣中加熱可得到鉆的氧化物。分解時測得殘留固體的質量隨溫度變化

的曲線如圖所示。

夏

則

眼

￡

?

?

盤

畫

150300450600750900

溫度IC

①B點剩余固體產物為(寫出計算過程)。

②鉆的一種氧化物的晶胞如圖所示，在該晶體中與一個鉆原子等距離且最近的鉆原子有.

個。

8.鐵泥是一種常見的工業(yè)廢料（主要成分為Fe2O3、FeO、Fe及雜質，雜質與酸不反應，難

溶于水），可用于生產檸檬酸鐵鏤或磁性氧化鐵，具體流程如圖。

回答下列問題:

（1）“溶解"時，F(xiàn)ezCh與硫酸反應的離子方程式為一。

（2）制備檸檬酸鐵俊

①寫出“氧化”時發(fā)生反應的離子方程式并用單線橋表示該反應的電子轉移情況—。

②“氧化”時控制溫度不超過90℃的原因是o

（3）制備磁性氧化鐵

①“還原”時，加入的試劑X為—（填化學式）。

②“操作I”為沉化、、洗滌至濾液呈____性（填“酸、中、堿”）、干燥。

③在氨氣中加熱草酸亞鐵晶體（FeC2O4,2H2O）,隨溫度升高，F(xiàn)eC2O4-2H2O的質量變化曲線

出現(xiàn)兩個失重“臺階”，如圖所示。結合表格，計算第一階段的質量損失率為（保留4位

有效數(shù)字），推斷第二階段產生的氣體為

固體減少的質量

（質量損失率=xl00%)

固體的起始質量

試卷第10頁，共25頁

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、過濾

過濾