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1、全国各地高考模拟试卷化学分类：化学反应与能量推断题综合题汇编含答案 一、化学反应与能量练习题（含详细答案解析） 1高锰酸钾（ 4 KMnO ）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰 矿（主要成分为MnO2）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下： 回答下列问题： （1）原料软锰矿与氢氧化钾按11 的比例在 “ 烘炒锅 ” 中混配，混配前应将软锰矿粉碎， 其作用是 _。 （2）“ 平炉 ” 中发生的化学方程式为_。 （3）“ 平炉 ” 中需要加压，其目的是_。 （4）将 K2MnO4转化为 KMnO4的生产有两种工艺。 “ 2 CO歧化法 ” 是传统工艺，即在K2MnO4溶液中通入C
2、O2气体，使体系呈中性或弱碱 性， K2MnO4发生歧化反应，反应中生成 K2MnO4，MnO2和 _（写化学式）。 “ 电解法 ” 为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，电解槽中阳极发生的电极反应为 _，阴极逸出的气体是_。 “ 电解法 ” 和“ 2 CO 歧化法 ” 中， K2MnO4的理论利用率之比为 _。 （5）高锰酸钾纯度的测定：称取1.0800 g 样品，溶解后定容于100 mL 容量瓶中，摇匀。 取浓度为 0.2000 mol L-1的 H2C2O4标准溶液 20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平 行滴定三次，平均消耗的体积为24.48 mL，该样品的纯度为_ （列
3、出计算式即可，已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn 2+10CO 2 +8H2O）。 【答案】扩大接触面积，加快化学反应速率 2MnO2+O2+4KOH 2K2MnO4+2H2O 增大 反应物的浓度，可使化学反应速率加快，同时使反应物的转化率增大 K2CO3 MnO42-e- =MnO4- H2 3:2 95.62% 【解析】 【分析】 【详解】 （1） MnO2的状态是固体，对于有固体参加的化学反应，可通过增大其反应接触面积的方 法提高反应速率，故要将其粉碎成细小的颗粒； （2） 根据流程图可知，在“ 平炉 ” 中 MnO2、KOH、O2在加热时反应产生 K2MnO4，结合质 量
4、守恒定律可知，另外一种物质是H2O，则发生的化学方程式为 2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2 O ； （3）由于上述反应中氧气是气体，在“ 平炉 ” 中加压，就可以使反应物氧气的浓度增大，根 据外界条件对化学反应速率的影响，增大反应物的浓度，可以使化学反应速率加快；任何 反应都具有一定的可逆性，增大压强，可以使化学平衡向气体体积减小的正反应方向移 动，故可以提高原料的转化率； （4） 在 K2MnO4溶液中通入 CO2气体，使体系呈中性或弱碱性，K2MnO4发生歧化反 应，反应中生成KMnO4，MnO2，根据质量守恒定律可知，另外一种生成物是 K2CO3，根据 氧化还原反应中的电
5、子守恒及反应的原子守恒，可得该反应的化学方程式是：3K2MnO4+ 2CO2= 2KMnO4+MnO2+K2CO3； “ 电解法 ” 为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，在电解槽中 阳极， MnO42-失去电子，发生氧化反应，产生 MnO4-。电极反应式是：MnO42-e-=MnO4-； 在阴极，水电离产生的H+获得电子变为氢气逸出，电极反应式是：2H2O+2e-=H2 +2OH -。 所以阴极逸出的气体是H2；总反应方程式是： 2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2H2 +2KOH ； 根据 “ 电解法 ” 方程式 2K2MnO4+ 2H2O 2KMnO4+2H2 +2KOH 可知 K2
6、MnO4的理论利用 率是 100%；而在 “CO 2歧化法 ” 3K2MnO4+2CO2 = 2KMnO4+MnO2+K2CO3中， K2MnO4的理论利 用率是 2/3，所以二者的理论利用率之比为3:2； （5）根据离子方程式2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn 2+10CO 2+8H2O 可知 KMnO4与草酸反应 的关系式是： 2 KMnO45H2C2O4。配制的溶液的浓度为： 。则 1.0800g 样品中含KMnO4的物质的量为： n=KMnO4的质量为： m= 0.006536mol 158g/mol =1.03269g 。故其纯度为： 100%=95.62% 。 2利用石灰
7、乳和硝酸工业的尾气(含 NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的 Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下： (1)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷 淋)，其目的是 _；滤渣可循环利用，滤渣的主要成分是 _(填化学式 )。 (2)该工艺需控制NO 和 NO2物质的量之比接近11。 若排放的尾气中NO含量升高，则NO 和 NO2物质的量之比 _；若产品Ca(NO2)2中 Ca(NO3)3含量升高，则NO 和 NO2物质的量之比 _。（填写序号） 11 11 11 无法判断 (3)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物
8、之一是 NO，据此 信息，某同学所写的反应离子方程式为2NO2 2H=NO 2NO H2O，你同意吗？ _（填“同意”或“不同意“），如不同意，请说明你的理由 _ 。 【答案】使尾气中NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2 不同意二氧化氮能与水会 发生反应，产物中不可能生成二氧化氮 【解析】 【分析】 由流程可知，石灰乳和硝酸工业的尾气(含 NO、NO2)反应，生成Ca(NO2)2，过量的石灰乳 以滤渣存在，碱性溶液中尾气处理较好； (1)使尾气中 NO、NO2与石灰乳充分接触；滤渣的主要成分是Ca(OH)2； (2)若 n(NO)：n(NO2)1：1，则一氧化氮过量，若1：1，则二氧化氮过量
9、； (3)二氧化氮能与水会发生反应，据此分析解答。 【详解】 由流程可知，石灰乳和硝酸工业的尾气(含 NO、NO2)反应，生成 Ca(NO2)2，过量的石灰乳 以滤渣存在， (1)使尾气中 NO、NO2与石灰乳充分接触，NO、NO2被充分吸收，滤渣主要成分是 Ca(OH)2； (2)若 n(NO)：n(NO2)1：1，则一氧化氮过量，排放气体中NO 含量升高，若n(NO)：n(NO2) 1：1，则二氧化氮过量，二氧化氮可与石灰乳反应生成Ca(NO3)2，产品中 Ca(NO3)2含量 升高； (3)若离子方程式为2NO2 2H=NO 2 NO H2O，二氧化氮能与水会发生反应，产物中 不可能生成
10、二氧化氮，则不同意该同学书写的离子反应方程式。 3如图是闪锌矿(主要成分是ZnS，含有少量FeS) 制备 ZnSO4 7H2O 的一种工艺流程：闪锌 矿粉 溶浸 除铁 结晶 ZnSO4? 7H2O。已知：相关金属离子浓度为 0.1mol/L 时形成氢氧化 物沉淀的pH 范围如表： 金属离子Fe 3 Fe 2 Zn2 开始沉淀的pH1.56.36.2 沉淀完全的pH2.88.38.2 (1)闪锌矿在溶浸之前会将其粉碎，其目的是_。 (2)溶浸过程使用过量的Fe2(SO4)3溶液和 H2SO4浸取矿粉，发生的主要反应是：ZnS2Fe3 Zn2 2Fe 2 S 。 浸出液中含有的阳离子包括Zn 2、
11、Fe2、_。 若改用CuSO4溶液浸取，发生复分解反应，也能达到浸出锌的目的，写出离子方程式 _。 (3)工业除铁过程需要控制沉淀速率，因此分为还原和氧化两步先后进行，如图。还原过程 将部分 Fe 3转化为 Fe2，得到 pH 小于 1.5 的溶液。氧化过程向溶液中先加入氧化物 a，再 通入 O2。下列说法正确的是 _(填序号 )。 A氧化物 a 可以是 ZnO B滤渣 2 的主要成分是Fe(OH)2 C加入 ZnS的量和通入O2的速率都可以控制溶液中的c(Fe3 ) 【答案】增大表面积，提高反应速率 Fe 3 、H ZnS Cu2Zn2CuS AC 【解析】 【分析】 闪锌矿 (主要成分是Z
12、nS，含有 FeS) ，加硫酸和Fe2(SO4)3，发生 ZnS+2Fe 3+=Zn2+2Fe2+S，过 滤可除去 S；浸出液中先加ZnS还原，分离出滤渣1为S，滤液中通入氧气可氧化亚铁离子 生成铁离子，加ZnO调节 pH，铁离子转化为沉淀，则滤渣2 为 Fe(OH)3，过滤分离出滤液 经蒸发浓缩得到ZnSO4?7H2O，以此来解答。 【详解】 (1)粉碎闪锌矿可增大接触面积，加快反应速率； (2)使用过量的Fe2(SO4)3溶液和 H2SO4浸取矿粉，所以阳离子为Zn 2+、Fe2+、Fe3+、H+； 用 CuSO4溶液浸取，发生复分解反应，根据元素守恒可知离子方程式为： ZnS Cu 2
13、Zn 2 CuS ； (3)A. ZnO 为碱性氧化物，可增大酸性溶液pH 值，同时不引入新的杂质，故A 正确； B. 根据分析可知滤渣2 主要为 Fe(OH)3，故 B 错误； C. 加入 ZnS可将铁离子还原，通入氧气可将亚铁离子氧化成铁离子，所以加入ZnS的量和 通入 O2的速率都可以控制溶液中的 c(Fe 3)，故 C正确； 综上所述选AC。 4以镍废料 (主要成分为镍铁合金，含少量铜)为原料，生产NiO 的部分工艺流程如下： 已知：下表列出了几种金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为 1.0 molL 1 计算 )。 氢氧化物Fe(OH)3 Fe(OH)2N
14、i(OH)2 开始沉淀的pH1.56.57.7 沉淀完全的pH3.39.99.2 （1）“ 除铁 ” 时需控制溶液的pH 范围为 _。 （2）“ 滤渣 ” 的主要成分为 _(填化学式 )。 （3）“ 沉镍 ” 时得到碱式碳酸镍用 xNiCO3 yNi(OH)2表示 沉淀。 在隔绝空气条件下，“ 煅烧 ” 碱式碳酸镍得到NiO，该反应的化学方程式为_。 “ 沉镍 ” 时，溶液pH 增大，碱式碳酸镍中Ni 元素含量会增加，原因是_。 【答案】 3.3 pH7.7 CuS xNiCO3 yNi(OH)2 煅烧 (x y)NiOxCO2yH2O Ni(OH)2中 Ni 含 量高于 NiCO3，pH 越
15、大，碱式碳酸镍中 Ni(OH)2比例增大 【解析】 【分析】 以镍废料（主要成分为镍铁合金，含少量铜）为原料，加入硫酸、硝酸酸浸，Ni 转化为 NiSO4，同时生成亚铁离子、铁离子、铜离子等，加入过氧化氢，可氧化亚铁离子生成铁 离子，加入氢氧化钠调节pH 可生成氢氧化铁沉淀，然后通入硫化氢生成CuS沉淀，达到 除铜的目的，在滤液中加入碳酸钠溶液可生成xNiCO3?yNi(OH)2，煅烧可生成 NiO ； (1)根据表格数据分析“ 除铁 ” 时要求铁离子全部除掉需要的pH； (2) S2-可与 Cu2+反应生成 CuS沉淀； (3)在隔绝空气条件下，“ 煅烧 ” 碱式碳酸镍得到NiO ，xNiCO3 yNi(OH)2高温下分解生成 NiO 、CO2 和 H 2 O； pH 越大，溶液碱性越强，结合碱式碳酸镍用 xNiCO3 yNi(OH)2表示 组成分析； 【详解】 (1) “ 除铁 ” 时要求铁离子全部除掉，pH3.3，镍离子和铜离子留在溶液中， p
