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1、备战高考化学培优(含解析)之化学反应与能量含详细答案一、化学反应与能量练习题（含详细答案解析）1碳酸锰是制取其他含锰化合物的原料，也可用作脱硫的催化剂等。一种焙烧氯化铵和菱锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如图所示已知菱锰矿粉的主要成分是MnCO3，还有少量的Fe、Al、Ca、Mg等元素常温下，相关金属离子在浓度为0.1mol/L时形成M(OH)n沉淀的pH范围如表金属离子Al3+Fe3+Fe2+Ca2+Mn2+Mg2+开始沉淀的pH3.81.56.310.68.89.6沉淀完全的pH5.22.88.312.610.811.6回答下列问题：(1)“混合研磨”的作用为_(2)“焙烧”时发生的主要反
2、应的化学方程式为_(3)分析图1、图2，焙烧氯化铵、菱锰矿粉的最佳条件是_(4)净化除杂流程如下已知几种物质氧化能力的强弱顺序为(NH4)2S2O8KMnO4MnO2Fe3+，则氧化剂X宜选择_ A(NH4)2S2O8 BMnO2 CKMnO4调节pH时，pH可取的范围为_(5)“碳化结晶”过程中不能用碳酸铵代替碳酸氢铵，可能的原因是_【答案】加快反应速率 MnCO3+2NH4Cl=MnCl2+2NH3+CO2+H2O 温度为500，且m(MnCO3)：m(NH4Cl)=1.10 B 5.2pH8.8 CO32-水解程度大于HCO3-，易生成氢氧化物沉淀 【解析】【分析】菱锰矿的主要成分为Mn
3、CO3，加入氯化铵焙烧发生MnCO3+2NH4ClMnCl2+CO2+2NH3+H2O，气体为二氧化碳和氨气、水蒸气，浸出液中含MnCl2、FeCl2、CaCl2、MgCl2、AlCl3等，结合表中离子的沉淀pH及信息可知，浸取液净化除杂时加入少量MnO2氧化亚铁离子为铁离子，加氨水调pH，生成沉淀氢氧化铁和氢氧化铝，加入NH4F，除去Ca2+、Mg2+，净化液加入碳酸氢铵碳化结晶过滤得到碳酸锰，据此分析解题。【详解】(1)“混合研磨”可增大反应物的接触面积，加快反应速率；(2) 根据流程，菱镁矿粉与氯化铵混合研磨后焙烧得到氨气、二氧化碳和Mn2+，主要化学反应方程式为：MnCO3+2NH4C
4、lMnCl2+2NH3+CO2+H2O；(3) 由图可知，锰的浸出率随着焙烧温度、氯化铵与菱镁矿粉的质量之比增大而提高，到500、1.10达到最高，再增大锰的浸出率变化不明显，故氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是焙烧温度500，氯化铵与菱镁矿粉的质量之比为1.10；(4) 净化过程：加入少量MnO2氧化亚铁离子为铁离子，加氨水调pH，生成沉淀氢氧化铁和氢氧化铝，加入NH4F，除去Ca2+、Mg2+；最合适的试剂为MnO2，氧化亚铁离子，反应的离子方程式为：MnO2+2Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2O，且不引入新杂质，故答案为B；调节溶液pH使Fe3+，A13+沉淀完全，同时不使Mn2+沉淀
5、，根据表中数据可知调节溶液pH范围5.2pH8.8；(5) 碳化结晶中生成MnCO3的离子方程式为Mn2+HCO3-+NH3MnCO3+NH4+，不用碳酸铵溶液替代NH4HCO3溶液，可能的原因是碳酸铵溶液中的c(OH-)较大，会产生Mn(OH)2沉淀。【点睛】考查物质制备流程和方案的分析判断，物质性质的应用，题干信息的分析理解，结合题目信息对流程的分析是本题的解题关键，需要学生有扎实的基础知识的同时，还要有处理信息应用的能力，注意对化学平衡常数的灵活运用，综合性强。2利用石灰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)
6、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，产物之一是NO，据此信息，某同学所写的反应离子方程式为2NO22H=NO2NOH2O，你同意吗？_（填“同意”或“不同意“），如不同意，请说明你的理由_。【答案】
7、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；(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
8、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2NO22H=NO2NOH2O，二氧化氮能与水会发生反应，产物中不可能生成二氧化氮，则不同意该同学书写的离子反应方程式。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：NH4HCO3溶液呈碱性，30以上NH4HCO3大量分解。(1)NH4HCO3溶液呈碱性的原因是_。(2)写出沉淀
9、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Fe2+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 2NH4HCO3 + FeSO4 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
10、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，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溶液中铵根离子水解显示酸性，碳酸氢根离子水解显示碱性，的水解程度小于的水解程度，所以NH4HCO3溶液呈碱性，故答案为：的水解程度小于的水解程度；（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
11、，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Fe2+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，若无红色出现，说明沉淀完全；（4）沉淀池中，除了生成
12、的碳酸亚铁之外，溶液中含有过量的碳酸氢铵，加入酸，酸化的目的是除去溶液中的，故答案为：除去溶液中的；（5）由题目看出在沉淀池II中生成的K2SO4为固体，而K2SO4在无机溶剂中溶解度是比较大的，要想使K2SO4析出只能降低其溶解度所以加入醇类溶剂目的降低K2SO4的溶解度，故选：c；（6）滤液A的成分中含有(NH4)2SO4以及KCl，即其中含有N、S、K元素，属于复合肥料，故答案为：N、S、K。4六氟磷酸锂(LiPF6)极易溶于水，可溶于醇等有机溶剂，常作锂离子电池的电解质。某工氟磷灰石Ca5(PO4)3F为主要原料，制备六氟磷酸锂的流程如下：已知：HF的熔点为-83，沸点为19.5回答下
13、列问题：(1)粉碎氟磷灰石的目的是_(2)特制容器不能用玻璃容器，原因是_(用文字叙述)(3)沸腾炉中产生固液混合物，该混合物中含有CaSO4和_(除硫酸外)(4)制备白磷(P4)中产生SiF4和一种还原性气体，制备白磷的化学方程式为_(5)尾气中PCl5用足量的烧碱溶液吸收生成两种盐，写出发生反应的离子方程式：_(6)如果42.5kgLiCl参与反应，理论上可制备_kgLiPF6【答案】增大接触面积，加快反应速率 HF能与玻璃或陶瓷仪器中的二氧化硅反应 H3PO4 4Ca5(PO4)3F+21SiO2+30C20CuSiO3+3P4+SiF4+30CO PCl5+8OH-=PO43-+5Cl-+4H2O 152 【解析】【分析】氟磷灰石粉碎后，加入浓硫酸加热的条件下发生Ca5PO43F+5H2SO4=HF+3H3PO4+5CaSO4，气体A为HF，液化后，HF能与二氧化硅反应，不能在玻璃仪器中反应，需在特制容器中与LiCl反应；氟磷灰石与焦炭、石英砂在1500发生4Ca5(PO4)3F+21SiO2+30C20CuSiO
