全國高考化學(xué)試題 化學(xué)反應(yīng)與能量專題匯編 含答案與解析
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1、2017年全國高考化學(xué)試題化學(xué)反應(yīng)與能量專題匯編 Ⅰ—化學(xué)反應(yīng)與能量變化 1.(2017?天津-3)下列能量轉(zhuǎn)化過程與氧化還原反應(yīng)無關(guān)的是 A.硅太陽能電池工作時(shí),光能轉(zhuǎn)化成電能 B.鋰離子電池放電時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能 C.電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時(shí),電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能 D.葡萄糖為人類生命活動(dòng)提供能量時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能 【答案】A 【解析】發(fā)生的反應(yīng)中存在元素的化合價(jià)變化,則為氧化還原反應(yīng),以此來解答。 A.光能轉(zhuǎn)化為電能,不發(fā)生化學(xué)變化,與氧化還原反應(yīng)無關(guān),故A選; B.發(fā)生原電池反應(yīng),本質(zhì)為氧化還原反應(yīng),故B不選; C.發(fā)生電解反應(yīng),為氧化還原反應(yīng),故C不選; D.發(fā)生
2、氧化反應(yīng),故D不選. 【考點(diǎn)】氧化還原反應(yīng);反應(yīng)熱和焓變;原電池與電解池; 【專題】氧化還原反應(yīng)專題;化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 【點(diǎn)評(píng)】本題考查氧化還原反應(yīng),為高頻考點(diǎn),把握發(fā)生的反應(yīng)及反應(yīng)本質(zhì)為解答關(guān)鍵,注意能量變化的形式,題目難度不大。 2.(2017?江蘇-8)通過以下反應(yīng)可獲得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列說法不正確的是 ①C(s) +H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H1=a kJ?mol﹣1 ②CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g) △H2=b kJ?mol﹣1 ③CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) △
3、H3=c kJ?mol﹣1 ④2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=d kJ?mol﹣1 A.反應(yīng)①、②為反應(yīng)③提供原料氣 B.反應(yīng)③也是 CO2資源化利用的方法之一 C.反應(yīng)CH3OH(g)═0.5CH3OCH3(g)+0.5H2O(l)的△H=d/2kJ?mol﹣1 D.反應(yīng) 2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H=(2b+2c+d ) kJ?mol﹣1 【答案】C 【解析】A.反應(yīng)③中的反應(yīng)物為CO2、H2,由反應(yīng)可知,反應(yīng)①、②為反應(yīng)③提供原料氣,故A正確; B.反應(yīng)③中的反應(yīng)物為CO2,轉(zhuǎn)化為甲醇,則反應(yīng)③也是
4、 CO2資源化利用的方法之一,故B正確; C.由反應(yīng)④可知,物質(zhì)的量與熱量成正比,且氣態(tài)水的能量比液態(tài)水的能量高,則反應(yīng)CH3OH(g)═0.5CH3OCH3(g)+0.5H2O(l)的△H≠d/2kJ?mol﹣1,故C錯(cuò)誤; D.由蓋斯定律可知,②×2+③×2+④得到2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g),則△H=(2b+2c+d) kJ?mol﹣1,故D正確; 【考點(diǎn)】 蓋斯定律及其應(yīng)用;反應(yīng)熱和焓變; 【專題】化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 【點(diǎn)評(píng)】本題考查反應(yīng)熱與焓變,為高頻考點(diǎn),把握反應(yīng)的特點(diǎn)、反應(yīng)中能量變化、蓋斯定律應(yīng)用為解答的關(guān)鍵,側(cè)重分析能力和應(yīng)用能力的
5、考查,題目難度中等。 3.(2017?江蘇-12)下列說法正確的是 A.反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的△H<0,△S>0 B.地下鋼鐵管道用導(dǎo)線連接鋅塊可以減緩管道的腐蝕 C.常溫下,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10﹣12,pH=10的含Mg2+溶液中,c(Mg2+)≤5.6×10﹣4 mol?L—1 D.常溫常壓下,鋅與稀H2SO4反應(yīng)生成11.2 L H2,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.02×1023 【答案】BC 【分析】A.合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H<0,且為氣體體積減小的反應(yīng),則△S<0,故A錯(cuò)誤;B.導(dǎo)線連接鋅塊,構(gòu)成原電池時(shí)Zn為負(fù)極,F(xiàn)e作正極
6、被保護(hù),則可以減緩管道的腐蝕,故B正確; C. pH=10的含Mg2+溶液中,c(OH—)=10﹣4 mol?L—1,c(Mg2+)≤5.6×10—12/(10—4)2=5.6×10—4 mol?L﹣1,故C正確; D.常溫常壓下,Vm≠22.4L/mol,則不能利用氫氣的體積計(jì)算物質(zhì)的量及轉(zhuǎn)移電子數(shù),故D錯(cuò)誤; 【考點(diǎn)】反應(yīng)熱和焓變及熵變;原電池;難溶電解質(zhì)Ksp ;氧化還原反應(yīng)。 【專題】化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 【點(diǎn)評(píng)】本題考查較綜合,涉及反應(yīng)熱與焓變、原電池、難溶電解質(zhì)Ksp的計(jì)算等,為高頻考點(diǎn),把握化學(xué)反應(yīng)原理為解答的關(guān)鍵,側(cè)重分析能力和應(yīng)用能力的考查,注意選項(xiàng)④為易錯(cuò)點(diǎn),題目難度
7、中等。 4.(13分)(2017?北京-26)TiCl4是由鈦精礦(主要成分為TiO2)制備鈦(Ti)的重要中間產(chǎn)物,制備純TiCl4的流程示意圖如下: 資料:TiCl4及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì) 化合物 SiCl4 TiCl4 AlCl3 FeCl3 MgCl2 沸點(diǎn)/℃ 58 136 181(升華) 316 1412 熔點(diǎn)/℃ ﹣69 25 193 304 714 在TiCl4中的溶解性 互溶 ﹣ 微溶 難溶 (1)氯化過程:TiO2與Cl2難以直接反應(yīng),加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進(jìn)行。 已知:Ti
8、O2(s) +2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1=+175.4kJ?mol﹣1 2C(s) +O2(g)=2CO(g) △H2=﹣220.9kJ?mol﹣1 ①沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式: 。 ②氯化過程中CO和CO2可以相互轉(zhuǎn)化,根據(jù)如圖判斷:CO2生成CO反應(yīng)的△H0(填“>”“<”或“=”),判斷依據(jù): 。 ③氯化反應(yīng)的尾氣須處理后排放,尾氣中的HCl和Cl2經(jīng)吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液,則尾氣的吸收液依次是 。 ④氯化產(chǎn)物冷卻至室溫,經(jīng)過濾得到粗TiCl4混合液,則濾渣中含有。 (2)精
9、制過程:粗TiCl4經(jīng)兩步蒸餾得純TiCl4。示意圖如下: 物質(zhì)a是,T2應(yīng)控制在。 【答案】⑴①TiO2(s)+2Cl2(g) +2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=﹣45.5kJ?mol﹣1 ②> 溫度越高,CO的物質(zhì)的量越多而CO2的物質(zhì)的量少,說明CO2生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)③飽和食鹽水、氯化亞鐵溶液④TiO2、C ⑵SiCl4136℃左右 【解析】解:由制備純TiCl4的流程示意圖,鈦精礦與氯氣、C發(fā)生氯化過程,反應(yīng)為TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO,結(jié)合表格中數(shù)據(jù)可知,蒸餾得到純TiCl4, (1)①由I.TiO2(s)+2Cl2(
10、g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1=+175.4kJ?mol﹣1 II.2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=﹣220.9kJ?mol﹣1, 結(jié)合蓋斯定律可知,I+II得到TiO2(s)+2Cl2(g) +2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g),△H=(+175.4kJ?mol﹣1)+(﹣220.9kJ?mol﹣1)=﹣45.5kJ?mol﹣1,即熱化學(xué)方程式為: TiO2(s)+2Cl2(g) +2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=﹣45.5kJ?mol﹣1。 故答案為:TiO2(s)+2Cl2(g) +2C(s)=TiCl4
11、(g)+2CO(g) △H=﹣45.5kJ?mol﹣1; ②因溫度越高,CO的物質(zhì)的量越多而CO2的物質(zhì)的量少,說明CO2生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),所以△H>0,故答案為:>;溫度越高,CO的物質(zhì)的量越多而CO2的物質(zhì)的量少,說明CO2生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng); ③尾氣中的HCl和Cl2經(jīng)吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液,食鹽水吸收HCl,氯化亞鐵吸收氯氣生成氯化鐵,則尾氣的吸收液依次是飽和食鹽水、氯化亞鐵溶液。故答案為:飽和食鹽水、氯化亞鐵溶液; ④由反應(yīng)可知,氯化產(chǎn)物冷卻至室溫,經(jīng)過濾得到粗TiCl4混合液,則濾渣中含有TiO2、C, 故答案為:TiO2、C; (2)粗Ti
12、Cl4經(jīng)兩步蒸餾得純TiCl4,由圖及表格數(shù)據(jù)可知,先分離出SiCl4,后分離出TiCl4,則先控制溫度T1為58℃左右時(shí)分離出物質(zhì)a為SiCl4,控制溫度T2為136℃左右時(shí)分離出純TiCl4,故答案為:SiCl4;136℃左右. 【考點(diǎn)】蓋斯定律與熱化學(xué)方程式的書寫;氯及其化合物;鐵及其化合物;金屬綜合;制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 【專題】無機(jī)實(shí)驗(yàn)綜合 【點(diǎn)評(píng)】本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn),為高頻考點(diǎn),把握流程中發(fā)生的反應(yīng)、混合物分離提純、發(fā)生的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵,側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋⒁夥磻?yīng)原理與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合,題目難度不大。 5.(14分)(2017?天津-7)某混合物漿液含有Al(OH
13、) 3、MnO2和少量Na2CrO4??紤]到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小組利用設(shè)計(jì)的電解分離裝置(見圖),使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液,并回收利用.回答Ⅰ和Ⅱ中的問題. Ⅰ.固體混合物的分離和利用(流程圖中的部分分離操作和反應(yīng)條件未標(biāo)明) (1)反應(yīng)①所加試劑NaOH的電子式為。B→C的反應(yīng)條件為,C→Al的制備方法稱為。 (2)該小組探究反應(yīng)②發(fā)生的條件。D與濃鹽酸混合,不加熱,無變化;加熱有Cl2生成,當(dāng)反應(yīng)停止后,固體有剩余,此時(shí)滴加硫酸,又產(chǎn)生Cl2.由此判斷影響該反應(yīng)有效進(jìn)行的因素有(填序號(hào))。 a.溫度 b.Cl﹣的
14、濃度 c.溶液的酸度 (3)0.1mol Cl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng),生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2?xH2O的液態(tài)化合物,放熱4.28kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。 Ⅱ.含鉻元素溶液的分離和利用 (4)用惰性電極電解時(shí),CrO42﹣能從漿液中分離出來的原因是 ,分離后含鉻元素的粒子是;陰極室生成的物質(zhì)為(寫化學(xué)式)。 【答案】Ⅰ.⑴加熱(或煅燒) 電解法⑵ac ⑶2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)═TiCl4(l) +2CO(g) △H=﹣85.6kJ?mol﹣1 Ⅱ.⑷在直流電場(chǎng)作用下,CrO42﹣通過陰離子交換膜向陽極室移動(dòng),脫離
15、漿液。 CrO42﹣、Cr2O72﹣NaOH和H2 【解析】(1)NaOH為離子化合物,電子式為,B為Al(OH) 3,在加熱條件下生成氧化鋁,電解熔融的氧化鋁可得到鋁。故答案為:;加熱(或煅燒);電解法; (2)反應(yīng)涉及的條件為加熱,加熱下可反應(yīng),另外加熱硫酸,氫離子濃度變化,可知影響的因素為溫度和氫離子濃度,故答案為:ac; (3)0.1mol Cl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng),生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2?xH2O的液態(tài)化合物,放熱4.28kJ,由質(zhì)量守恒可知還原性氣體為CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)═TiCl4(l) +2CO(g)
16、,則2mol氯氣反應(yīng)放出的熱量為(2/0.1)·4.28kJ=85.6kJ,所以熱化學(xué)方程式為2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)═TiCl4(l) +2CO(g) △H=﹣85.6kJ?mol﹣。 (4)電解時(shí),CrO42﹣通過陰離子交換膜向陽極移動(dòng),從而從漿液中分離出來,因存在2CrO42﹣+2H+Cr2O72﹣+H2O,則分離后含鉻元素的粒子是CrO42﹣、Cr2O72﹣,陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和NaOH。故答案為:在直流電場(chǎng)作用下,CrO42﹣通過陰離子交換膜向陽極室移動(dòng),脫離漿液;CrO42﹣、Cr2O72﹣;NaOH和H2。 【考點(diǎn)】物質(zhì)結(jié)構(gòu);鈉及其化合物;鋁及其化合物
17、;化學(xué)反應(yīng)與能量;電解原理。物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用; 【專題】無機(jī)實(shí)驗(yàn)綜合。 【點(diǎn)評(píng)】本題為2017年天津考題,側(cè)重考查物質(zhì)的制備、分離以及電解知識(shí),解答本題,注意把握物質(zhì)的性質(zhì),能正確分析試驗(yàn)流程,把握電解的原理,題目難度不大,有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α? Ⅱ—反應(yīng)熱的計(jì)算(蓋期定律)與重要的反應(yīng)熱 1.(2017?江蘇-8)通過以下反應(yīng)可獲得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列說法不正確的是 ①C(s) +H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H1=a kJ?mol﹣1 ②CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g) △H2=b
18、 kJ?mol﹣1 ③CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) △H3=c kJ?mol﹣1 ④2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=d kJ?mol﹣1 A.反應(yīng)①、②為反應(yīng)③提供原料氣 B.反應(yīng)③也是 CO2資源化利用的方法之一 C.反應(yīng)CH3OH(g)═0.5CH3OCH3(g)+0.5H2O(l)的△H=d/2kJ?mol﹣1 D.反應(yīng) 2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H=(2b+2c+d ) kJ?mol﹣1 【答案】C 【解析】A.反應(yīng)③中的反應(yīng)物為CO2、H2,由反應(yīng)可知,反應(yīng)①
19、、②為反應(yīng)③提供原料氣,故A正確; B.反應(yīng)③中的反應(yīng)物為CO2,轉(zhuǎn)化為甲醇,則反應(yīng)③也是 CO2資源化利用的方法之一,故B正確; C.由反應(yīng)④可知,物質(zhì)的量與熱量成正比,且氣態(tài)水的能量比液態(tài)水的能量高,則反應(yīng)CH3OH(g)═0.5CH3OCH3(g)+0.5H2O(l)的△H≠d/2kJ?mol﹣1,故C錯(cuò)誤; D.由蓋斯定律可知,②×2+③×2+④得到2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g),則△H=(2b+2c+d) kJ?mol﹣1,故D正確; 【考點(diǎn)】 蓋斯定律及其應(yīng)用;反應(yīng)熱和焓變; 【專題】化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 【點(diǎn)評(píng)】本題考查反應(yīng)熱與焓變,為高
20、頻考點(diǎn),把握反應(yīng)的特點(diǎn)、反應(yīng)中能量變化、蓋斯定律應(yīng)用為解答的關(guān)鍵,側(cè)重分析能力和應(yīng)用能力的考查,題目難度中等。 2.(13分)(2017?北京-26)TiCl4是由鈦精礦(主要成分為TiO2)制備鈦(Ti)的重要中間產(chǎn)物,制備純TiCl4的流程示意圖如下: 資料:TiCl4及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì) 化合物 SiCl4 TiCl4 AlCl3 FeCl3 MgCl2 沸點(diǎn)/℃ 58 136 181(升華) 316 1412 熔點(diǎn)/℃ ﹣69 25 193 304 714 在TiCl4中的溶解性 互溶 ﹣ 微溶 難
21、溶 (1)氯化過程:TiO2與Cl2難以直接反應(yīng),加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進(jìn)行。 已知:TiO2(s) +2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1=+175.4kJ?mol﹣1 2C(s) +O2(g)=2CO(g) △H2=﹣220.9kJ?mol﹣1 ①沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式: 。 ②氯化過程中CO和CO2可以相互轉(zhuǎn)化,根據(jù)如圖判斷:CO2生成CO反應(yīng)的△H0(填“>”“<”或“=”),判斷依據(jù): 。 ③氯化反應(yīng)的尾氣須處理后排放,尾氣中的HCl和Cl2經(jīng)吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液,則尾氣的
22、吸收液依次是。 ④氯化產(chǎn)物冷卻至室溫,經(jīng)過濾得到粗TiCl4混合液,則濾渣中含有。 (2)精制過程:粗TiCl4經(jīng)兩步蒸餾得純TiCl4。示意圖如下: 物質(zhì)a是,T2應(yīng)控制在。 【答案】⑴①TiO2(s)+2Cl2(g) +2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=﹣45.5kJ?mol﹣1 ②> 溫度越高,CO的物質(zhì)的量越多而CO2的物質(zhì)的量少,說明CO2生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)③飽和食鹽水、氯化亞鐵溶液④TiO2、C ⑵SiCl4136℃左右 【解析】解:由制備純TiCl4的流程示意圖,鈦精礦與氯氣、C發(fā)生氯化過程,反應(yīng)為TiO2+2Cl2+2CTiCl4
23、+2CO,結(jié)合表格中數(shù)據(jù)可知,蒸餾得到純TiCl4, (1)①由I.TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1=+175.4kJ?mol﹣1 II.2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=﹣220.9kJ?mol﹣1, 結(jié)合蓋斯定律可知,I+II得到TiO2(s)+2Cl2(g) +2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g),△H=(+175.4kJ?mol﹣1)+(﹣220.9kJ?mol﹣1)=﹣45.5kJ?mol﹣1,即熱化學(xué)方程式為: TiO2(s)+2Cl2(g) +2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)
24、 △H=﹣45.5kJ?mol﹣1。 故答案為:TiO2(s)+2Cl2(g) +2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=﹣45.5kJ?mol﹣1; ②因溫度越高,CO的物質(zhì)的量越多而CO2的物質(zhì)的量少,說明CO2生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),所以△H>0,故答案為:>;溫度越高,CO的物質(zhì)的量越多而CO2的物質(zhì)的量少,說明CO2生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng); ③尾氣中的HCl和Cl2經(jīng)吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液,食鹽水吸收HCl,氯化亞鐵吸收氯氣生成氯化鐵,則尾氣的吸收液依次是飽和食鹽水、氯化亞鐵溶液。故答案為:飽和食鹽水、氯化亞鐵溶液; ④由反應(yīng)可知,
25、氯化產(chǎn)物冷卻至室溫,經(jīng)過濾得到粗TiCl4混合液,則濾渣中含有TiO2、C, 故答案為:TiO2、C; (2)粗TiCl4經(jīng)兩步蒸餾得純TiCl4,由圖及表格數(shù)據(jù)可知,先分離出SiCl4,后分離出TiCl4,則先控制溫度T1為58℃左右時(shí)分離出物質(zhì)a為SiCl4,控制溫度T2為136℃左右時(shí)分離出純TiCl4,故答案為:SiCl4;136℃左右. 【考點(diǎn)】蓋斯定律與熱化學(xué)方程式的書寫;氯及其化合物;鐵及其化合物;金屬綜合;制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 【專題】無機(jī)實(shí)驗(yàn)綜合 【點(diǎn)評(píng)】本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn),為高頻考點(diǎn),把握流程中發(fā)生的反應(yīng)、混合物分離提純、發(fā)生的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵,側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>
26、力的考查,注意反應(yīng)原理與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合,題目難度不大。 3.(14分)(2017?新課標(biāo)Ⅲ-29)砷(As)是第四周期ⅤA族元素,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有著廣泛的用途.回答下列問題: (1)畫出砷的原子結(jié)構(gòu)示意圖。 (2)工業(yè)上常將含砷廢渣(主要成分為As2S3)制成漿狀,通入O2氧化,生成H3AsO4和單質(zhì)硫。寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。該反應(yīng)需要在加壓下進(jìn)行,原因是。 (3)已知:As(s)+1.5H2(g) +2O2(g)=H3AsO4(s) △H1 H2(g)+0.5O2(g)=H2O(l) △H2 2As(s)+2.5O
27、2(g)=As2O5(s) △H3 則反應(yīng)As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)的△H=。 (4)298K時(shí),將20mL 3x mol?L﹣1 Na3AsO3、20mL 3x mol?L﹣1 I2和20mL NaOH溶液混合,發(fā)生反應(yīng): AsO33﹣(aq)+I2(aq)+2OH﹣AsO43﹣(aq)+2I﹣(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO43﹣)與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。 ①下列可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的是(填標(biāo)號(hào))。 a.溶液的pH不再變化 b.v(I﹣)=2v(AsO33﹣) c.c (AsO43﹣) /c (AsO33﹣)不再變化d.c(I
28、﹣) =y mol?L﹣1 ②tm時(shí),v正v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 ③tm時(shí)v逆 tn時(shí)v逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是 。 ④若平衡時(shí)溶液的pH=14,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為。 【答案】⑴ ⑵2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S加壓反應(yīng)速率增大,而且平衡右移,可提高生產(chǎn)效率 ⑶2△H1﹣3△H2﹣△H3 ⑷①ac②大于③小于tm時(shí)AsO43﹣濃度更小,反應(yīng)速率更慢?、?y3/(x-y)2 【解析】(1)砷元素原子序數(shù)為33,原子核外有四個(gè)電子層,最外層5個(gè)電子,據(jù)此寫出原子結(jié)構(gòu)示意圖: (2)工業(yè)上常將含砷廢渣(主要成分為As2O
29、3)制成漿狀,通入O2氧化,生成H3AsO4和單質(zhì)硫,砷元素化合價(jià)+3價(jià)變化為+5價(jià),反應(yīng)的化學(xué)方程式為2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S,增大壓強(qiáng),可增大反應(yīng)速率,并使平衡正向移動(dòng),增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,故答案為:2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S;加壓反應(yīng)速率增大,而且平衡右移,可提高生產(chǎn)效率; (3)已知:①As(s)+1.5H2(g) +2O2(g)=H3AsO4(s)△H1②H2(g)+0.5O2(g)=H2O(l) △H2 ③2As(s)+2.5O2(g)=As2O5(s) △H3利用蓋斯定律將①×2﹣②×3﹣③可得: As2O5(s)+3
30、H2O(l) =2H3AsO4(s) △H=2△H1﹣3△H2﹣△H3。 (4)①a.溶液pH不變時(shí),則c(OH﹣)也保持不變,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故a正確; b.同一個(gè)化學(xué)反應(yīng),速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,無論是否達(dá)到平衡,都存在v(I﹣)=2vc(AsO33﹣),故b錯(cuò)誤; c.(AsO43﹣)/c(AsO33﹣)不再變化,可說明各物質(zhì)的濃度不再變化,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故c正確; d.由圖可知,當(dāng)c(AsO43﹣)=y mol?L﹣1時(shí),濃度不再發(fā)生變化,則達(dá)到平衡狀態(tài),由方程式可知此時(shí)c(I﹣) =2y mol?L﹣1,所以c(I﹣)=y mol?L﹣1時(shí)沒有達(dá)到平衡狀態(tài),故d錯(cuò)誤
31、。 故答案為:ac; ②反應(yīng)從正反應(yīng)開始進(jìn)行,tm時(shí)反應(yīng)繼續(xù)正向進(jìn)行,則v正大于 v逆,故答案為:大于; ③tm時(shí)比tn時(shí)濃度更小,則逆反應(yīng)速率更小,故答案為:小于;tm時(shí)AsO43﹣濃度更小,反應(yīng)速率更慢; ④反應(yīng)前,三種溶液混合后,Na3AsO3的濃度為3xmol/L×(20÷(20+20+20)) =xmol/L,同理I2的濃度為xmol/L,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),生產(chǎn)c(AsO43﹣)為ymol/L,則反應(yīng)生產(chǎn)的c(I﹣)=2ymol/L,消耗的AsO33﹣、I2的濃度均為ymol/L,平衡時(shí)cc(AsO33﹣)=( x﹣y) mol/L,c(I2) =(x﹣y) mol/L,溶液中
32、c(OH﹣) =1mol/L,則K=y×(2y)2/[(x-y)×(x-y)12]=4y3/(x-y)2 【考點(diǎn)】氧化還原反應(yīng);蓋斯定律的應(yīng)用;化學(xué)平衡的影響因素。 【專題】化學(xué)反應(yīng)中的能量變化;化學(xué)平衡專題。 【點(diǎn)評(píng)】本題考查熱化學(xué)方程式、化學(xué)平衡的計(jì)算以及影響因素等知識(shí),側(cè)重考查學(xué)生的分析能力、計(jì)算能力,題中易錯(cuò)點(diǎn)為(4),注意把握?qǐng)D象的分析以及數(shù)據(jù)的處理。 4.(14分)(2017?新課標(biāo)Ⅱ-27)丁烯是一種重要的化工原料,可由丁烷催化脫氫制備.回答下列問題: (1)正丁烷(C4H10)脫氫制1﹣丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下: ①C4H10(g) =C4H8(g)
33、+H2(g) △H1 已知:②C4H10(g) +0.5O2(g) =C4H8(g) +H2O(g) △H2=﹣119kJ?mol—1 ③H2(g) +0.5O2(g) =H2O(g) △H3= - 242kJ?mol﹣1 反應(yīng)①的△H1為 kJ?mol﹣1.圖(a)是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖,x0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高,應(yīng)采取的措施是(填標(biāo)號(hào))。 A.升高溫度B.降低溫度C.增大壓強(qiáng)D.降低壓強(qiáng) (2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑),出口氣中含有丁烯
34、、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì),其降低的原因是。 (3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線,副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是;590℃之后,丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是。 【答案】⑴+123;小于;AD⑵一開始充入氫氣是為活化催化劑,故稍增大氫氣的量能讓丁烯產(chǎn)率增大,原料中過量H2會(huì)使反應(yīng)①平衡逆向移動(dòng),所以丁烯產(chǎn)率下降;⑶升高溫度時(shí),反應(yīng)速率加快,單位時(shí)間產(chǎn)生丁烯更多;590℃前升高溫度,反應(yīng)①平衡正向移動(dòng);高溫則有更多的丁烷裂解生成副產(chǎn)物導(dǎo)
35、致產(chǎn)率降低。 【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律,②式﹣③式可得①式的△H1; (1)②C4H10(g) +0.5O2(g) =C4H8(g) +H2O(g) △H2=﹣119kJ?mol—1 ③H2(g) +0.5O2(g) =H2O(g) △H3=﹣242kJ?mol﹣1 ②﹣③得:C4H10(g) =C4H8(g) +H2(g)△H1=+123kJ?mol—1 由a圖可知溫度相同時(shí),由0.1MPa變化到xMPa,丁烷轉(zhuǎn)化率增大,即平衡正向移動(dòng),該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),所以x的壓強(qiáng)更小,x<0.1; 由于反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),溫度升高時(shí),平衡正向移動(dòng),丁烯的平衡產(chǎn)率增大,反應(yīng)
36、①正向進(jìn)行時(shí)體積增大,減壓時(shí)平衡正向移動(dòng),丁烯的平衡產(chǎn)率增大,因此AD正確。故答案為:+123;小于;AD; (2)丁烷分解產(chǎn)生丁烯和氫氣,一開始充入氫氣是為活化催化劑,同時(shí)氫氣作為反應(yīng)①的產(chǎn)物,增大氫氣的量會(huì)促使平衡逆向移動(dòng),從而減少平衡體系中的丁烯的含量,使丁烯的產(chǎn)率降低。故答案為:原料中過量H2會(huì)使反應(yīng)①平衡逆向移動(dòng),所以丁烯產(chǎn)率下降; (3)590℃之前,溫度升高時(shí)反應(yīng)速率加快,單位時(shí)間內(nèi)生成的丁烯會(huì)更多,同時(shí)由于反應(yīng)①是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動(dòng),平衡體系中會(huì)含有更多的丁烯; 而溫度超過590℃時(shí),由于丁烷高溫會(huì)裂解生成短鏈烴類,所以參加反應(yīng)①的丁烷也就相應(yīng)減少,產(chǎn)率下降。
37、故答案為:升高溫度時(shí),反應(yīng)速率加快,單位時(shí)間產(chǎn)生丁烯更多;590℃前升高溫度,反應(yīng)①平衡正向移動(dòng);高溫則有更多的丁烷裂解生成副產(chǎn)物導(dǎo)致產(chǎn)率降低。 【考點(diǎn)】用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算;化學(xué)平衡的影響因素。 【專題】化學(xué)反應(yīng)中的能量變化;化學(xué)平衡專題。 【點(diǎn)評(píng)】本題考查蓋斯定律以及化學(xué)平衡的影響因素,為高頻考點(diǎn),把握?qǐng)D象分析溫度、壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)的影響為解答的關(guān)鍵,側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查,注意化學(xué)平衡在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用,題目難度不大。 Ⅲ—原電池原理 1.(2017?江蘇-12-1)下列說法正確的是 A.反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的△H<0,△S>0 B.地
38、下鋼鐵管道用導(dǎo)線連接鋅塊可以減緩管道的腐蝕 C.常溫下,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10﹣12,pH=10的含Mg2+溶液,c(Mg2+)≤5.6×10﹣4 mol?L—1 D.常溫常壓下,鋅與稀H2SO4反應(yīng)生成11.2 L H2,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.02×1023 【答案】BC 【分析】A.合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H<0,且為氣體體積減小的反應(yīng),則△S<0,故A錯(cuò)誤;B.導(dǎo)線連接鋅塊,構(gòu)成原電池時(shí)Zn為負(fù)極,F(xiàn)e作正極被保護(hù),則可以減緩管道的腐蝕,故B正確; C. pH=10的含Mg2+溶液中,c(OH—)=10﹣4 mol?L—1,c(Mg2+)≤5.6×10—12/(
39、10—4)2=5.6×10—4 mol?L﹣1,故C正確; D.常溫常壓下,Vm≠22.4L/mol,則不能利用氫氣的體積計(jì)算物質(zhì)的量及轉(zhuǎn)移電子數(shù),故D錯(cuò)誤; 【考點(diǎn)】反應(yīng)熱和焓變及熵變;原電池;難溶電解質(zhì)Ksp ;氧化還原反應(yīng)。 【專題】化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 【點(diǎn)評(píng)】本題考查較綜合,涉及反應(yīng)熱與焓變、原電池、難溶電解質(zhì)Ksp的計(jì)算等,為高頻考點(diǎn),把握化學(xué)反應(yīng)原理為解答的關(guān)鍵,側(cè)重分析能力和應(yīng)用能力的考查,注意選項(xiàng)④為易錯(cuò)點(diǎn),題目難度中等。 2.(2017?新課標(biāo)Ⅰ-11)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列
40、有關(guān)表述不正確的是 A. 通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零 B. 通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁 C. 高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流 D. 通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整 【答案】C 【解析】A.鋼管表面不失電子,幾乎無腐蝕電流,故A正確。 B.外電路中,電子從高硅鑄鐵流向電源正極,從電源負(fù)極流向鋼管樁,故B正確。 C.高硅鑄鐵作為惰性輔助電極,不被損耗,故C錯(cuò)誤。 D.保護(hù)電流應(yīng)根據(jù)環(huán)境(pH值,離子濃度,溫度)變化,故D正確。 【考點(diǎn)】金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)之一:外加電流的陰極保護(hù)法。 【專題】電化學(xué)專題。 【點(diǎn)評(píng)】本題
41、考查金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù),明確外加電流陰極保護(hù)法的工作原理是解答本題的關(guān)鍵,側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查,注意化學(xué)與生活的聯(lián)系,題目難度不大。 3.(2017?天津-3)下列能量轉(zhuǎn)化過程與氧化還原反應(yīng)無關(guān)的是 A.硅太陽能電池工作時(shí),光能轉(zhuǎn)化成電能 B.鋰離子電池放電時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能 C.電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時(shí),電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能 D.葡萄糖為人類生命活動(dòng)提供能量時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能 【答案】A 【解析】發(fā)生的反應(yīng)中存在元素的化合價(jià)變化,則為氧化還原反應(yīng),以此來解答。 A.光能轉(zhuǎn)化為電能,不發(fā)生化學(xué)變化,與氧化還原反應(yīng)無關(guān),故A選; B.發(fā)生原電池反應(yīng),本質(zhì)為氧化還原反應(yīng),故B
42、不選; C.發(fā)生電解反應(yīng),為氧化還原反應(yīng),故C不選; D.發(fā)生氧化反應(yīng),故D不選. 【考點(diǎn)】氧化還原反應(yīng);反應(yīng)熱和焓變;原電池與電解池; 【專題】氧化還原反應(yīng)專題;化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 【點(diǎn)評(píng)】本題考查氧化還原反應(yīng),為高頻考點(diǎn),把握發(fā)生的反應(yīng)及反應(yīng)本質(zhì)為解答關(guān)鍵,注意能量變化的形式,題目難度不大。 4.(2017?新課標(biāo)Ⅲ-11)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低,其工作原理如圖所示,其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料,電池反應(yīng)為:16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列說法錯(cuò)誤的是 A.電池工作時(shí),正極可發(fā)生反應(yīng):2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4
43、B.電池工作時(shí),外電路中流過0.02 mol電子,負(fù)極材料減重0.14 g C.石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性 D.電池充電時(shí)間越長,電池中的Li2S2量越多 【答案】D 【解析】A.由電池反應(yīng)16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)可知負(fù)極鋰失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為:Li﹣e﹣=Li+,Li+移向正極,所以a是正極,發(fā)生還原反應(yīng):S8+2e﹣=S82﹣,S82﹣+2Li+=Li2S8,3Li2S8+2Li++2e﹣=4Li2S6,2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4,Li2S4+2Li++2e﹣=2Li2S2,據(jù)分析可知正極可發(fā)生反應(yīng):2Li2S6+2Li++
44、2e﹣=3Li2S4,故A正確; B.負(fù)極反應(yīng)為:Li﹣e﹣=Li+,當(dāng)外電路流過0.02mol電子時(shí),消耗的鋰為0.02mol,負(fù)極減重的質(zhì)量為0.02mol×7g/mol=0.14g,故B正確; C.硫作為不導(dǎo)電的物質(zhì),導(dǎo)電性非常差,而石墨烯的特性是室溫下導(dǎo)電最好的材料,則石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性,故C正確; D.充電時(shí)a為陽極,與放電時(shí)的電極反應(yīng)相反,則充電時(shí)間越長,電池中的Li2S2量就會(huì)越少,故D錯(cuò)誤; 【考點(diǎn)】原電池和電解池的工作原理 【專題】電化學(xué)專題 【點(diǎn)評(píng)】本題考查新型電池,注意把握原電池的工作原理以及電極反應(yīng)式的書寫,解答本題的關(guān)鍵是根據(jù)離子的流向判
45、斷原電池的正負(fù)極,題目難度中等. Ⅳ—電解原理 1.(2017?天津-3)下列能量轉(zhuǎn)化過程與氧化還原反應(yīng)無關(guān)的是 A.硅太陽能電池工作時(shí),光能轉(zhuǎn)化成電能 B.鋰離子電池放電時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能 C.電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時(shí),電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能 D.葡萄糖為人類生命活動(dòng)提供能量時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能 【答案】A 【解析】發(fā)生的反應(yīng)中存在元素的化合價(jià)變化,則為氧化還原反應(yīng),以此來解答。 A.光能轉(zhuǎn)化為電能,不發(fā)生化學(xué)變化,與氧化還原反應(yīng)無關(guān),故A選; B.發(fā)生原電池反應(yīng),本質(zhì)為氧化還原反應(yīng),故B不選; C.發(fā)生電解反應(yīng),為氧化還原反應(yīng),故C不選; D.發(fā)生氧化反應(yīng),故D不選. 【
46、考點(diǎn)】氧化還原反應(yīng);反應(yīng)熱和焓變;原電池與電解池; 【專題】氧化還原反應(yīng)專題;化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 【點(diǎn)評(píng)】本題考查氧化還原反應(yīng),為高頻考點(diǎn),把握發(fā)生的反應(yīng)及反應(yīng)本質(zhì)為解答關(guān)鍵,注意能量變化的形式,題目難度不大。 2.(2017?新課標(biāo)Ⅱ-11)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質(zhì)溶液一般為H2SO4﹣H2C2O4混合溶液.下列敘述錯(cuò)誤的是 A.待加工鋁質(zhì)工件為陽極 B.可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極 C.陰極的電極反應(yīng)式為:Al3++3e﹣═Al D.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動(dòng) 【答案】C 【解析】A、鋁的陽極氧化法表面處理技術(shù)中,金屬鋁是陽極材料
47、,故A正確; B、陰極不論用什么材料離子都會(huì)在此得電子,故可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極,故B正確; C、陰極是陽離子氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng),故電極反應(yīng)方程式為2H++2e﹣=H2↑,故C錯(cuò)誤; D、在電解池中,陽離子移向陰極,陰離子移向陽極,故硫酸根離子在電解過程中向陽極移動(dòng),故D正確, 【考點(diǎn)】電解原理 【專題】電化學(xué)專題 【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查電解原理及其應(yīng)用.電化學(xué)原理是高中化學(xué)的核心考點(diǎn),學(xué)生要知道陽極與電池的正極相連發(fā)生氧化反應(yīng),陰極與電池的負(fù)極相連發(fā)生還原反應(yīng)。 3.(2017?新課標(biāo)Ⅲ-11)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低,其工作原理如圖所示,其中電極a常用摻有石
48、墨烯的S8材料,電池反應(yīng)為:16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列說法錯(cuò)誤的是 A.電池工作時(shí),正極可發(fā)生反應(yīng):2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4 B.電池工作時(shí),外電路中流過0.02 mol電子,負(fù)極材料減重0.14 g C.石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性 D.電池充電時(shí)間越長,電池中的Li2S2量越多 【答案】D 【解析】A.由電池反應(yīng)16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)可知負(fù)極鋰失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為:Li﹣e﹣=Li+,Li+移向正極,所以a是正極,發(fā)生還原反應(yīng):S8+2e﹣=S82﹣,S82﹣+2Li+=Li2S8,3Li2
49、S8+2Li++2e﹣=4Li2S6,2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4,Li2S4+2Li++2e﹣=2Li2S2,據(jù)分析可知正極可發(fā)生反應(yīng):2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4,故A正確; B.負(fù)極反應(yīng)為:Li﹣e﹣=Li+,當(dāng)外電路流過0.02mol電子時(shí),消耗的鋰為0.02mol,負(fù)極減重的質(zhì)量為0.02mol×7g/mol=0.14g,故B正確; C.硫作為不導(dǎo)電的物質(zhì),導(dǎo)電性非常差,而石墨烯的特性是室溫下導(dǎo)電最好的材料,則石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性,故C正確; D.充電時(shí)a為陽極,與放電時(shí)的電極反應(yīng)相反,則充電時(shí)間越長,電池中的Li2S2量就會(huì)越少
50、,故D錯(cuò)誤; 【考點(diǎn)】原電池和電解池的工作原理 【專題】電化學(xué)專題 【點(diǎn)評(píng)】本題考查新型電池,注意把握原電池的工作原理以及電極反應(yīng)式的書寫,解答本題的關(guān)鍵是根據(jù)離子的流向判斷原電池的正負(fù)極,題目難度中等. 4.(14分)(2017?天津-7)某混合物漿液含有Al(OH) 3、MnO2和少量Na2CrO4。考慮到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小組利用設(shè)計(jì)的電解分離裝置(見圖),使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液,并回收利用.回答Ⅰ和Ⅱ中的問題. Ⅰ.固體混合物的分離和利用(流程圖中的部分分離操作和反應(yīng)條件未標(biāo)明) (1)反應(yīng)①所加試劑NaOH的電子式
51、為。B→C的反應(yīng)條件為,C→Al的制備方法稱為。 (2)該小組探究反應(yīng)②發(fā)生的條件。D與濃鹽酸混合,不加熱,無變化;加熱有Cl2生成,當(dāng)反應(yīng)停止后,固體有剩余,此時(shí)滴加硫酸,又產(chǎn)生Cl2.由此判斷影響該反應(yīng)有效進(jìn)行的因素有(填序號(hào))。 a.溫度 b.Cl﹣的濃度 c.溶液的酸度 (3)0.1mol Cl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng),生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2?xH2O的液態(tài)化合物,放熱4.28kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為。 Ⅱ.含鉻元素溶液的分離和利用 (4)用惰性電極電解時(shí),CrO42﹣能從漿液中分離出來的原因是,分離后含鉻元素的粒子是;
52、陰極室生成的物質(zhì)為(寫化學(xué)式)。 【答案】Ⅰ.⑴加熱(或煅燒) 電解法⑵ac ⑶2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)═TiCl4(l) +2CO(g) △H=﹣85.6kJ?mol﹣1 Ⅱ.⑷在直流電場(chǎng)作用下,CrO42﹣通過陰離子交換膜向陽極室移動(dòng),脫離漿液。 CrO42﹣、Cr2O72﹣NaOH和H2 【解析】(1)NaOH為離子化合物,電子式為,B為Al(OH) 3,在加熱條件下生成氧化鋁,電解熔融的氧化鋁可得到鋁。故答案為:;加熱(或煅燒);電解法; (2)反應(yīng)涉及的條件為加熱,加熱下可反應(yīng),另外加熱硫酸,氫離子濃度變化,可知影響的因素為溫度和氫離子濃度,故答案為
53、:ac; (3)0.1mol Cl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng),生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2?xH2O的液態(tài)化合物,放熱4.28kJ,由質(zhì)量守恒可知還原性氣體為CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)═TiCl4(l) +2CO(g),則2mol氯氣反應(yīng)放出的熱量為(2/0.1)·4.28kJ=85.6kJ,所以熱化學(xué)方程式為2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)═TiCl4(l) +2CO(g) △H=﹣85.6kJ?mol﹣。 (4)電解時(shí),CrO42﹣通過陰離子交換膜向陽極移動(dòng),從而從漿液中分離出來,因存在2CrO42﹣+2H+Cr2O72
54、﹣+H2O,則分離后含鉻元素的粒子是CrO42﹣、Cr2O72﹣,陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和NaOH。故答案為:在直流電場(chǎng)作用下,CrO42﹣通過陰離子交換膜向陽極室移動(dòng),脫離漿液;CrO42﹣、Cr2O72﹣;NaOH和H2。 【考點(diǎn)】物質(zhì)結(jié)構(gòu);鈉及其化合物;鋁及其化合物;化學(xué)反應(yīng)與能量;電解原理。物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用; 【專題】無機(jī)實(shí)驗(yàn)綜合。 【點(diǎn)評(píng)】本題為2017年天津考題,側(cè)重考查物質(zhì)的制備、分離以及電解知識(shí),解答本題,注意把握物質(zhì)的性質(zhì),能正確分析試驗(yàn)流程,把握電解的原理,題目難度不大,有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α? 8.(12分)(2017?江蘇
55、-16)鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3,含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下: 注:SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。 (1)“堿溶”時(shí)生成偏鋁酸鈉的離子方程式為。 (2)向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH(填“增大”、“不變”或“減小”)。 (3)“電解Ⅰ”是電解熔融 Al2O3,電解過程中作陽極的石墨易消耗,原因是 。 (4)“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液,原理如圖所示. 陽極的電極反應(yīng)式為,陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為。 (5)鋁粉在1000℃時(shí)可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl
56、固體并充分混合,有利于AlN的制備,其主要原因是 。 【答案】⑴Al2O3+2OH﹣═2AlO2﹣+H2O⑵減小 ⑶石墨電極被陽極上產(chǎn)生的O2氧化 ⑷4CO32﹣+2H2O﹣4e﹣═4HCO3﹣+O2↑H2 ⑸NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜。 【解析】以鋁土礦(主要成分為Al2O3,含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁,由流程可知,加NaOH溶解時(shí)Fe2O3不反應(yīng),由信息可知SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀,過濾得到的濾渣為Fe2O3、鋁硅酸鈉,碳酸氫鈉與偏鋁酸鈉反應(yīng)生成Al(OH)3,過濾II得到Al(OH)3,灼燒生成氧化鋁,電解I為電解
57、氧化鋁生成Al和氧氣,電解II為電解Na2CO3溶液,結(jié)合圖可知,陽極上碳酸根離子失去電子生成碳酸氫根離子和氧氣,陰極上氫離子得到電子生成氫氣,以此來解答。 (1)“堿溶”時(shí)生成偏鋁酸鈉的離子方程式為Al2O3+2OH﹣═2AlO2﹣+H2O,故答案為:Al2O3+2OH﹣═2AlO2﹣+H2O; (2)向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液,與NaAlO2反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉,堿性為OH﹣>AlO2﹣>CO32﹣,可知溶液的pH減小,故答案為:減小; (3)“電解Ⅰ”是電解熔融 Al2O3,電解過程中作陽極的石墨易消耗,因石墨電極被陽極上產(chǎn)生的O2氧化。故答案為:石墨電極被
58、陽極上產(chǎn)生的O2氧化; (4)由圖知,陽極反應(yīng)為4CO32﹣+2H2O﹣4e﹣═4HCO3﹣+O2↑,陰極上氫離子得到電子生成H2。故答案為:4CO32﹣+2H2O﹣4e﹣═4HCO3﹣+O2↑;H2; (5)鋁粉在1000℃時(shí)可與N2反應(yīng)制備AlN.在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合,有利于AlN的制備,其主要原因是NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜,故答案為:NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜。 【考點(diǎn)】 鋁及其化合物;鐵及其化合物;硅及其化合物;電解原理;物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用; 【專題】物質(zhì)的分離提純和鑒別
59、 【點(diǎn)評(píng)】本題考查混合物分離提純,為高頻考點(diǎn),把握流程中發(fā)生的反應(yīng)、混合物分離提純方法、實(shí)驗(yàn)技能為解答的關(guān)鍵,側(cè)重分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋⒁馑?、電解原理及元素化合物知識(shí)的應(yīng)用,題目難度中等。 內(nèi)容總結(jié) (1)2017年全國高考化學(xué)試題化學(xué)反應(yīng)與能量專題匯編 Ⅰ—化學(xué)反應(yīng)與能量變化 1.(2017?天津-3)下列能量轉(zhuǎn)化過程與氧化還原反應(yīng)無關(guān)的是 A.硅太陽能電池工作時(shí),光能轉(zhuǎn)化成電能 B.鋰離子電池放電時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能 C.電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時(shí),電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能 D.葡萄糖為人類生命活動(dòng)提供能量時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能 【答案】A 【解析】發(fā)生的反應(yīng)中存在元素的化合價(jià)變化,則為氧化還原反應(yīng),以此來解答
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