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1、全国高考化学化学反应与能量的推断题综合高考模拟和真题分类汇总及答案 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% 。 2五氧化二
7、钒常用作化学工业中的催化剂，广泛用于冶金、化工生产。一种以粗钒（主要 含有 V2O5、V2O4，还有少量 Fe3O4、Al2O3、SiO2等）为原料生产五氧化二钒的工艺流程如 下： 已知：部分含钒物质的溶解情况：（VO2）2SO4易溶于水， VOSO4可溶于水， NH4VO3难 溶于水。 部分金属离子c（M n+）=0.1 mol/L 形成氢氧化物及氢氧化物溶解与 pH 的关系如下表： 回答下列问题： （l）“ 研磨 ” 的目的是 _， “ 酸溶 ” 时 V2O5发生反应的化学方程式为 _ 。 （2）加入 NaCIO溶液，含钒元素的粒子发生反应的离子方程式为_。 （3）向三颈烧瓶中加入NaOH
8、 溶液时实验装置如图所示，虚线框中最为合适的仪器是_ （填标号），调节溶液的pH 范围为 _，滤渣 b 为_（写化学式）。 （4）实验显示，沉钒率的高低与温度有关，如图是沉钒率随温度的变化曲线，则沉钒时的 加热方法为 _。温度高于80，沉钒率下降，其可能原因是_ 【答案】增大固体与酸溶液的接触面积，加快反应速率，提高原料的利用率 V2O5+H2SO4=(VO2)2SO4+H2O 2VO 2+ClO-+H 2O=2VO2+Cl-+2H+ D 4.7 pH7.8 Fe(OH)3、 Al(OH) 水浴加热 (热水浴 ) 温度高于80， NH4 +水解程度增大成为主要因素，由于 NH4+浓 度减小，沉
9、钒率下降 【解析】 【分析】 粗钒 (主要含有V2O5、V2O4，还有少量 Fe3O4、Al2O3、SiO2等)经过研磨粉碎，加入硫酸进行 酸浸， V2O5、V2O4，还有少量 Fe3O4 、Al 2O3被硫酸溶解形成含有VO2+、 VO 2+、Fe2+、Fe3+、 Al3+的浸出液，由于 SiO2不与硫酸反应，经过滤后，得到的滤渣 a 为 SiO2，滤液 a 为含有 VO2+、 VO 2+、Fe2+、Fe3+ 、Al 3+的滤液，向滤液 a 中加入具有强氧化性的NaClO 溶液，将滤液 中的 VO 2+、Fe2+氧化为 VO 2 +、Fe3+，再加入氢氧化钠溶液，调节溶液 pH 值，将滤液中
10、的 Fe 3+ 、Al 3+转化为 Fe(OH) 3、 Al(OH)3沉淀除去，过滤后得到的滤渣b 为 Fe(OH)3、Al(OH)3、滤 液 b 为主要含有VO2+的滤液，加入饱和氯化铵溶液，使VO2+转化为 NH4VO3沉淀，对生成 的 NH4VO3沉淀高温煅烧，获得 V2O5，据此分析解答。 【详解】 (l)“研磨 ” 可将块状固体变为粉末状，目的是增大固体与酸溶液的接触面积，加快反应速 率，提高原料的利用率；“ 酸溶 ” 时 V2O5被硫酸溶解形成VO2+，发生反应的化学方程式为 V2O5+H2SO4=(VO2)2SO4+H2O； (2)根据分析，向滤液a 中加入具有强氧化性的 NaC
11、lO 溶液，将滤液中的VO 2+、 Fe2+氧化为 VO2 +、 Fe3+，含钒元素的粒子发生反应的离子方程式为 2VO2+ClO-+H2O=2VO2+Cl-+2H+； (3)加入氢氧化钠溶液，调节溶液pH值，将滤液中的Fe 3+、Al3+转化为 Fe(OH)3、Al(OH)3 沉 淀除去，根据部分金属离子c(M n+)=0.1 mol/L 形成氢氧化物及氢氧化物溶解与 pH 的关系表 格数据可知， pH 值为 2.8 时， Fe(OH)3完全沉淀， pH 值为 4.7 时， Al(OH)3完全沉淀， pH 值为 7.8 时， Al(OH)3开始溶解，调节溶液的 pH 范围为 4.7 pH7.
12、8，滤渣 b 为 Fe(OH)3、 Al(OH)3，向三颈烧瓶中加入NaOH 溶液时，虚线框中最为合适的仪器是恒压漏斗，能保证 仪器内外压强相等，使氢氧化钠溶液顺利流下，答案选D； (4)由图像可知，当温度为80左右钒的沉淀率最高，酒精灯的火焰温度太高，不能直接用 酒精灯加热，则在该温度下加热方法应使用水浴加热；沉钒过程中使用的是饱和氯化铵溶 液，铵根离子可水解，温度越高水解程度越大，铵盐不稳定，受热易分解生成氨气，温度 高于 80， NH4+水解程度增大成为主要因素，溶液中NH4+浓度减小，使沉钒率下降。 3以氯化钾和硫酸亚铁为原料生产硫酸钾和氧化铁红颜料，其主要流程如下： 已知： NH4H
13、CO3溶液呈碱性， 30以上 NH4HCO 3大量分解。 (1)NH4HCO3溶液呈碱性的原因是_ 。 (2)写出沉淀池I 中反应的化学方程式 _，该反应必须控制的 反应条件是 _ 。 (3)检验沉淀池I 中 Fe 2+沉淀是否完全的方法是 _。 (4)酸化的目的是 _。 (5)在沉淀池 II 的反应中，为使反应物尽可能多地转化为生成物，可在反应过程中加入 _。 a(NH4)2SO4 bKCl c 丙醇 d水 (6)N、P、K、S都是植物生长所需的重要元素。滤液A 可做复合肥料，因为其中含有 _等元素。 【答案】 NH4+的水解程度小于HCO3-的水解程度 2NH4HCO 3 + FeSO4
14、FeCO3 + (NH4 )2SO4+ CO2 + H2O 反应温度低于30取沉淀池I 的滤液，滴加KSCN溶液后滴加 氯水，若无红色出现，说明沉淀完全除去溶液中的 HCO3- c N 、S、K 【解析】 【分析】 FeSO4与 NH4HCO3发生双水解反应生成碳酸亚铁、硫酸铵、二氧化碳等，然后过滤得到碳 酸亚铁，碳酸亚铁在空气中加热得到氧化铁，因滤液中含有NH4HCO3，向滤液中加入硫 酸，可除去 - 3 HCO ，此时溶液中溶质为硫酸铵、硫酸，向溶液中加入足量KCl，此时溶液 中因硫酸钾的溶解度较氯化铵低而发生沉淀，然后过滤，得到硫酸钾固体，以此解答。 【详解】 （1）NH4HCO3溶液中
15、铵根离子水解显示酸性，碳酸氢根离子水解显示碱性，+ 4 NH 的水解 程度小于 - 3 HCO 的水解程度，所以NH4HCO3溶液呈碱性，故答案为： + 4 NH 的水解程度小 于 - 3 HCO的水解程度； （2）碳酸氢根离子和亚铁离子之间发生双水解反应生成碳酸亚铁沉淀，并放出二氧化碳， 反映的原理方程式为：2NH4HCO3+FeSO4=FeCO3 +(NH4)2SO4+CO2 +H2O，为防止较高温度 下碳酸氢铵的分解，要注意温度的选择，故答案为： 2NH4HCO3+FeSO4=FeCO3 +(NH4)2SO4+CO2 +H2O；反应温度低于30 ； （3）亚铁离子可以被氯气氧化为三价铁离子，亚铁离子遇到硫氰酸钾不显色，但是三价铁 遇到硫氰酸钾显示红色，检验沉淀池I 中 Fe 2+沉淀是否完全的方法是：取沉淀池 I 的滤液， 滴加 KSCN溶液后滴加氯水，若无红色出现，说明沉淀完全，故答案为：取沉淀池I的滤 液，滴加KSCN溶液后滴加氯水，
