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1、综合题提能练(二)(分值:43分,建议用时:2530分钟)共3大题,共43分,每个题考生都必须作答。26.(15分)某学习小组为了探究Fe(NO3)3的热稳定性和氧化性,设计如下实验:实验(一):热稳定性利用如图装置进行实验,加热A中Fe(NO3)3固体,A和B中都有红棕色气体产生,A试管中生成了红色粉末。(1)B装置的作用是;要检验A中红色固体是否为Fe2O3,应该选用的试剂是(填化学式)。(2)加热A中试管一段时间后,C中导管口有气泡产生,而集气瓶中无气泡产生,原因是 。(3)写出硝酸铁受热分解的化学方程式: 。实验(二):氧化性Fe3+和Ag+的氧化性相对强弱一直是实验探究的热点。该小组
2、设计如下实验:实验编号实验操作现象a向10 mL 3 molL-1 KNO3酸性溶液(pH=1)中插入一根洁净的银丝,并滴加氯化钠溶液无沉淀生成b向10 mL 3 molL-1 AgNO3溶液(pH=1)中滴加2 mL 0.1 molL-1 FeSO4溶液,振荡;再滴加酸性高锰酸钾溶液紫红色溶液不褪色c向10 mL 3 molL-1 Fe(NO3)3溶液(pH=1)中插入一根洁净的银丝,并滴加氯化钠溶液产生白色沉淀(4)设计实验a的目的是 ;实验c的结论是。(5)实验b涉及反应的离子方程式为 。(6)实验结论是Fe3+、Ag+氧化性的相对强弱与离子的有关。27.(14分)氯化亚铜(CuCl)常
3、用作有机合成工业中的催化剂,是一种白色粉末,微溶于水不溶于乙醇及稀硫酸。工业上采用如下工艺流程,从某酸性废液(主要含Cu2+、Fe3+、H+、Cl-)中制备氯化亚铜。(1)操作、的名称是。(2)写出加入过量X发生化合反应的离子方程式: 。(3)生成蚀刻液的离子方程式是 。(4)写出生成CuCl的化学方程式: 。298 K时,Ksp(CuCl)=1.210-6,要使Cu+沉淀完全,则溶液中(Cl-)至少为 。洗涤CuCl晶体所用的试剂为(填序号)。a.饱和Na2CO3溶液b.NaOH溶液c.无水乙醇 d.四氯化碳(5)准确称取所制得的0.250 g CuCl样品置于一定量的0.5 mol/L F
4、eCl3溶液中,待样品完全溶解后,加水20 mL,用0.100 mol/L的Ce(SO4)2溶液滴定到终点,消耗22.60 mL Ce(SO4)2溶液。已知有关反应的离子方程式为Fe3+CuClFe2+Cu2+Cl-,Ce4+Fe2+Fe3+Ce3+;国家标准规定合格的CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于96.50%。试通过计算说明上述样品是否符合国家标准: 。28.(14分)乙烯是合成食品外包装材料聚乙烯的单体,可以由丁烷裂解制备。主反应:C4H10(g,正丁烷)C2H4(g)+C2H6(g)H1副反应:C4H10(g,正丁烷)CH4(g)+C3H6(g)H2回答下列问题:(1
5、)化学上,将稳定单质的能量定为0,生成稳定化合物时释放或吸收的能量叫做生成热,生成热可表示该物质相对能量。下表为25 、101 kPa下几种有机物的生成热:物质甲烷乙烷乙烯丙烯正丁烷异丁烷生成热/(kJmol-1)-75-855220-125-132书写热化学方程式时,要标明“同分异构体名称”,其理由是。上述反应中,H1=kJmol-1。(2)一定温度下,在恒容密闭容器中投入一定量正丁烷发生反应生成乙烯。下列情况表明该反应达到平衡状态的是(填代号)。a.气体密度保持不变b.c(C2H4)c(C2H6)/c(C4H10)保持不变c.反应热不变d.正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等为了同时提高反应速
6、率和转化率,可采用的措施是。(3)向密闭容器中充入正丁烷,在一定条件(浓度、催化剂及压强等)下发生反应,测得乙烯产率与温度关系如图所示。温度高于600 时,随温度升高,乙烯产率降低,可能的原因是(填代号)。a.平衡常数降低 b.活化能降低c.催化剂活性降低 d.副产物增多(4)在一定温度下向1 L恒容密闭容器中充入2 mol正丁烷,反应生成乙烯和乙烷,经过10 min达到平衡状态,测得平衡时气体压强是原来的1.75倍。010 min内乙烯的生成速率v(C2H4)为molL-1min-1。上述条件下,该反应的平衡常数K为 。(5)丁烷空气燃料电池以熔融的K2CO3为电解质,以具有催化作用和导电性
7、能的稀土金属材料为电极。该燃料电池的负极反应式为。(6)K2CO3可由二氧化碳和氢氧化钾溶液反应制得。常温下,向1 L pH=10的KOH溶液中持续通入CO2,通入CO2的体积(V)与溶液中水电离出的OH-浓度的关系如图所示。C点溶液中各离子浓度大小关系为 。26.解析:(1)B装置中两个导管刚刚露出胶塞,所以B装置起到防止倒吸的作用;要检验A中红色固体是否为Fe2O3,需要将残留固体溶于水,过滤,取滤渣溶解于盐酸或者稀H2SO4,因为Fe2O3与H+反应生成Fe3+,再用KSCN试剂检验Fe3+的存在,若溶液变成红色,红色固体是Fe2O3,所以需要的试剂是盐酸或者稀硫酸与KSCN溶液。(2)
8、加热A中Fe(NO3)3固体,A和B中都有红棕色气体产生,A试管中生成了红色粉末,发生反应的方程式:4Fe(NO3)32Fe2O3+12NO2+3O2,由4NO2+O2+4NaOH4NaNO3+2H2O知,NO2与O2的混合气体恰好被NaOH溶液吸收,所以C中导管口有气泡产生,产生的气泡被NaOH吸收,集气瓶中自然就无气泡产生了。(3)根据(2)的分析可知:硝酸铁受热分解的化学方程式为4Fe(NO3)32Fe2O3+12NO2+3O2。(4)利用a实验验证NO3-在酸性条件下能否将Ag氧化为Ag+,根据实验现象,说明在pH=1的情况下,N不能够将Ag氧化,排除了N对后续实验的干扰作用。Fe3+
9、AgFe2+Ag+,Ag+Cl-AgCl,说明Fe3+能氧化Ag。(5)向10 mL 3 molL-1 AgNO3溶液(pH=1)中滴加 2 mL 0.1 molL-1 FeSO4溶液,振荡;再滴加酸性高锰酸钾溶液,紫红色溶液不褪色,说明溶液中已经没有Fe2+,Fe2+已经被溶液中的Ag+氧化了,所以b涉及反应的离子方程式是Fe2+Ag+Fe3+Ag。(6)对照实验b中Ag+浓度大,可以将Fe2+氧化,c中Fe3+浓度大,可以将Ag氧化,因此,Fe3+、Ag+氧化性的相对强弱与溶液中两种离子的浓度有关。答案:(1)防倒吸HCl(或H2SO4)、KSCN(2)NO2、O2恰好与氢氧化钠溶液完全反
10、应(3)4Fe(NO3)32Fe2O3+12NO2+3O2(4)排除N的干扰Fe3+能氧化Ag(5)Ag+Fe2+Fe3+Ag(6)浓度27.解析:(1)根据图示,操作、的名称是过滤。(2)向某酸性废液(含Cu2+、Fe3+、H+、Cl-)加入过量的铁粉,发生反应的离子方程式:Fe+2Fe3+3Fe2+、Cu2+FeCu+Fe2+、2H+FeFe2+H2,其中Fe+2Fe3+3Fe2+为化合反应。(3)生成蚀刻液是含有Fe3+的溶液,而溶液中含有大量Fe2+,所以离子方程式是2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-。(4)由图知,生成CuCl的化学方程式:CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O2C
11、uCl+2H2SO4。298 K时,Ksp(CuCl)=1.210-6,要使Cu+沉淀完全,则c(Cu+)110-5 mol/L,c(Cl-)=1.210-6110-5 mol/L=0.12 mol/L。因为氯化亚铜(CuCl)是一种白色粉末,微溶于水不溶于乙醇及稀硫酸,所以洗涤CuCl晶体所用的试剂为无水乙醇。(5)根据反应:Fe3+CuClFe2+Cu2+Cl-,Ce4+Fe2+Fe3+Ce3+找出关系式CuClFe2+Ce4+x 0.100 mol/L0.022 6 Lx=2.2610-3 molm(CuCl)=2.2610-3 mol99.5 g/mol=0.225 gCuCl的质量分
12、数为0.225 g0.250 g100%=90.00%96.50%,所以不符合。答案:(1)过滤(2)Fe+2Fe3+3Fe2+(3)2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-(4)CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O2CuCl+2H2SO40.12 mol/Lc(5)不符合28.解析:(1)由表中数据可知,在相同条件下,同分异构体之间的生成热不同,故其所含的能量不同,因此,在书写热化学方程式时,要标明“同分异构体名称”。由生成热的定义可知,反应热等于生成物的生成热总和减去反应物的生成热总和,故上述反应中,H1=52 kJmol-1+(-85 kJmol-1)-(-125 kJmol-1)=+92
13、 kJmol-1。(2)气体的质量和体积均不变,故气体密度保持不变,故a不符合题意;c(C2H4)c(C2H6)/c(C4H10)保持不变时就是该反应的化学平衡常数,故b符合题意;反应热与平衡状态无关,故c不符合题意;正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等,表明正反应速率和逆反应速率相等,故d符合题意。由于该反应是一个吸热反应,故升高温度可以同时提高反应速率和转化率。(3)温度高于600 时,随着温度升高,乙烯产率降低。该反应为吸热反应,故平衡常数随温度升高而增大;活化能不随温度变化而变化;催化剂活性通常在适宜温度下最大,高于其适宜温度后,其活性降低;随着温度升高,其可能发生的副反应增多,故副产物增
14、多。综上所述,可能的原因是cd。(4)在一定温度下向1 L恒容密闭容器中充入2 mol正丁烷,反应生成乙烯和乙烷,经过10 min达到平衡状态,测得平衡时气体压强是原来的1.75倍,则气体的总物质的量变为原来的1.75倍,即3.5 mol,增加了1.5 mol,所以各组分的变化量均为1.5 mol。010 min内乙烯的生成速率v(C2H4)=1.5mol1 L10min=0.15 molL-1min-1。上述条件下,该反应的平衡常数K=4.5。(5)丁烷空气燃料电池以熔融的K2CO3为电解质,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极,该燃料电池的负极上丁烷被氧化,电极反应式为C4H10+13CO32-26e-17CO2+5H2O。(6)由图可