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1、高考化学二轮 化学反应与能量 专项培优 易错 难题及答案解析一、化学反应与能量练习题（含详细答案解析）1高锰酸钾（）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。“歧化法”是传统工艺，即在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K2MnO4，M
2、nO2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“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 molL1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_（列出计算式即可，已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O）。【答案】扩大接触面积，加快化学反应速率 2MnO2+O2+4K
3、OH2K2MnO4+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+2H2O ；（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
4、，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，
5、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+ 2H2O2KMnO4+2H2+2KOH 可知K2MnO4的理论利用率是100%；而在“CO2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+=2Mn2+10
6、CO2+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如图是闪锌矿(主要成分是ZnS，含有少量FeS)制备ZnSO47H2O的一种工艺流程：闪锌矿粉溶浸除铁结晶ZnSO47H2O。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Fe3Fe2Zn2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
7、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：ZnS2Fe3Zn22Fe2S。浸出液中含有的阳离子包括Zn2、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Fe3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ZnOB滤渣2的主要成分是Fe(OH)2C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
8、表面积，提高反应速率 Fe3、H ZnSCu2Zn2CuS AC 【解析】【分析】闪锌矿(主要成分是ZnS，含有FeS)，加硫酸和Fe2(SO4)3，发生ZnS+2Fe3+=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ZnSO47H2O，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Zn2+、Fe2+、Fe3+、H+；用CuSO4溶液浸取，发
9、生复分解反应，根据元素守恒可知离子方程式为：ZnSCu2Zn2CuS；(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(Fe3)，故C正确；综上所述选AC。3某同学设计一个燃料电池(如图所示)，目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理。根据要求回答相关问题：（1）甲装置中，通入氢气的电极为_(填“正极”或“负极”)，该极电极反应式为_；若将KOH溶液换成硫酸溶液，则正极电极反应式为_。（
10、2）关于乙装置，下列说法正确的是_(填序号)；溶液中Na向C极移动从C极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝反应一段时间后通入适量HCl可恢复到电解前电解质的浓度若标准状况下Fe极产生2.24L气体，则溶液中转移0.2mol电子该装置中发生的总反应的离子方程式为_。（3）乙装置中，X为阳离子交换膜，反应一段时间后交换膜左侧溶液中pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)；若用饱和MgCl2溶液代替饱和氯化钠溶液，则该装置中发生的总反应_(填“改变”或“不变”)。（4）如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将_(填“增大”“减小”或“不变”)，精铜电极上的电极反应式为_
11、。【答案】负极 H2-2e-+2OH-=2H2O O2+4e-+4H+=2H2O 2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2 增大 改变 减小 Cu2+2e-=Cu 【解析】【分析】甲池为原电池，氧气发生还原反应，通入氧气的一极为正极，氢气发生还原反应，通入氢气的一极为负极；乙池中Fe电极与负极相连为阴极，石墨电极为阳极；丙池中精铜为阴极，粗铜为阳极。【详解】(1)氢氧燃料电池中氢气发生还原反应，所以通入氢气的一极为负极，电解质溶液为KOH溶液，所以电极方程式为H2-2e-+2OH-=2H2O；正极为通入氧气的一极，若电解质为硫酸，氧气得电子后会生成水，电极方程式为：O2+4e-+4H+=2H2
12、O；(2)C极为阳极，电解池中阳离子流向阴极，故错误；电解饱和食盐水时阳极上氯离子放电生成氯气，氯气可以使湿润的KI淀粉试纸变蓝，故正确；电解饱和食盐水阳极生成氯气，阴极生成氢气，所以反应一段时间后通入适量HCl可恢复到电解前电解质的浓度，故正确；电子不能在溶液中转移，故错误；综上所述答案为；乙装置中右侧阳极反应为：2Cl-2e-=Cl2，左侧阴极反应为水电离的氢离子放电：2H+2e-=H2，总反应为2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2；(3)乙装置中右侧阳极反应为：2Cl-2e-=Cl2，左侧阴极反应为水电离的氢离子放电：2H+2e-=H2，水的电离平衡被破坏，电离出更多的氢氧根，X为阳
13、离子交换膜，所以生成的OH-无法迁移到阳极，所以左侧溶液中pH增大；由于Mg2+会与OH-反应生成沉淀，所以总反应发生改变；(4)丙池中阴极即精铜上发生反应：Cu2+2e-=Cu，而阳极即粗铜上由于由比铜活泼的金属杂质放电，所以转移相同电子数目时，阳极不能生成与阴极消耗的等量的铜离子，所以硫酸铜溶液浓度减小。【点睛】第2题第4个选项为易错点，学生要注意审题，电子并不能在溶液中进行专业，不要盲目计算，4如图是常见原电池装置，电流表A发生偏转。(1)若两个电极分别是铁、铜，电解质溶液是浓硝酸，Cu极发生反应_（填“氧化”或“还原”），其电极反应式为_；(2)若两个电极分别是镁、铝，电解质溶液是氢氧
14、化钠溶液，Al电极是_极（填“正”或“负”），其电极反应式为_。(3)若原电池的总反应是2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，则可以作负极材料的是_，正极电极反应式为_。【答案】氧化 Cu2e=Cu2 负 Al3e4OH=AlO22H2O Cu(或铜) Fe3e=Fe2 【解析】【分析】【详解】(1)虽然铁比铜活泼，但是铁在浓硝酸中发生钝化，所以该原电池中铜被氧化，即铜电极为负极，失电子发生氧化反应，电极方程式为Cu2e=Cu2；(2)镁虽然比铝活泼，但镁不与氢氧化钠溶液发生反应，所以该原电池中Al被氧化，即Al为负极，失电子发生氧化反应，电极方程式为：Al3e4OH=AlO22H2O；(3)根
