高考化学 化学反应与能量 推断题综合题含详细答案

高考化学 化学反应与能量 推断题综合题含详细答案
一、化学反应与能量练习题（含详细答案解析）
1．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：NH 4HCO 3溶液呈碱性，30℃以上NH 4HCO 3大量分解。

(1)NH 4HCO 3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 ．(NH 4)2SO 4
b ．KCl
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】NH 4+的水解程度小于HCO 3-的水解程度 2NH 4HCO 3 + FeSO 4 → FeCO 3↓ + (NH 4 )2SO 4 + CO 2↑ + H 2O 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HCO 3- c N 、S 、K
【解析】
【分析】
FeSO 4与NH 4HCO 3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NH 4HCO 3，向滤液中加入硫酸，可除去-
3HCO ，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）NH 4HCO 3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，+4NH 的水解程度小于-3HCO 的水解程度，所以NH 4HCO 3溶液呈碱性，故答案为：+4NH 的水解程度小于-3HCO 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：2NH 4HCO 3+FeSO 4=FeCO 3↓+(NH 4)2SO 4+CO 2↑+H 2O ，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：
2NH 4HCO 3+FeSO 4=FeCO 3↓+(NH 4)2SO 4+CO 2↑+H 2O ；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，若无红色出现，说明沉淀完全；
（4）沉淀池Ⅰ中，除了生成的碳酸亚铁之外，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-3HCO ，故答案为：除去溶液中的-
3HCO ；
（5）由题目看出在沉淀池II 中生成的K 2SO 4为固体，而K 2SO 4在无机溶剂中溶解度是比较大的，要想使K 2SO 4析出只能降低其溶解度所以加入醇类溶剂目的降低K 2SO 4的溶解度，故选：c ；
（6）滤液A 的成分中含有(NH 4)2SO 4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 。

2．如图是闪锌矿(主要成分是ZnS ，含有少量FeS)制备ZnSO 4·
7H 2O 的一种工艺流程：闪锌矿粉→溶浸→除铁→结晶→ZnSO 4∙7H 2O 。

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＋ Zn 2＋ 开始沉淀的pH
1.5 6.3 6.2 沉淀完全的pH
2.8 8.3 8.2
(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Fe 2(SO 4)3溶液和H 2SO 4浸取矿粉，发生的主要反应是：ZnS ＋2Fe 3＋＝Zn 2＋＋2Fe 2＋＋S 。

①浸出液中含有的阳离子包括Zn 2＋、Fe 2＋、_____________。

②若改用CuSO 4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Fe 2＋，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O 2。

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O 2的速率都可以控制溶液中的c(Fe 3＋)
【答案】增大表面积，提高反应速率 Fe 3＋、H ＋ ZnS ＋Cu 2＋＝Zn 2＋＋CuS 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)①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+；
②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＋Cu2＋＝Zn2＋＋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(Fe3＋)，故C正确；
综上所述选AC。

3．阅读下列材料，并完成相应填空
钯（Pd）是一种不活泼金属，性质与铂相似。

在科研和工业生产中，含钯催化剂不仅用途广泛，且用量大，因此从废催化剂中回收钯具有巨大的经济效益。

已知废催化剂的主要成分是钯和活性炭，还含有少量铁、锌。

工业上采用如下流程从废催化剂中提取钯。

（1）气体I的化学式为__________，酸溶I的目的是___________。

（2）王水指是浓硝酸和浓盐酸组成的混合物，其体积比为__________。

残渣与王水发生的反应有：
a. Pd + HCl + HNO3→……
b. ___________（写出化学方程式并配平）。

（3）若用足量的烧碱吸收气体II，请写出吸收后溶液中含有的溶质的化学式：NaOH、
_______、________、________。

（4）写出用NaHCO3调节pH值时发生反应的离子方程式：_________。

使用甲醛还原钯的化合物时，溶液须保持碱性，否则会造成甲醛的额外损耗，原因是______________。

（5）操作I的名称是_______________，溶液I可能含有的有机离子为_________。

（6）有人提出，在进行酸溶前最好先将废催化剂在700℃下进行灼烧，同时不断通入空气，其目的是____________。

【答案】H2除去铁、锌等杂质 1:3 C+4HNO3＝CO2↑+4NO2↑+2H2O NaNO3 NaNO2 Na2CO3 HCO3- + H+=H2O + CO2↑酸性条件下，甲醛会被硝酸氧化过滤 HCOO-（甲酸根离子）除去废催化剂中的活性炭，减少王水的消耗（必须涉及炭的除去）
【分析】
酸溶时铁和锌能与盐酸反应产生氢气，过滤出的残渣用王水溶解，然后通过碳酸氢钠调节pH，最后通过甲醛还原得到金属钯，据此解答。

【详解】
(1)铁和锌能与盐酸反应产生氢气；废催化剂的主要成分是钯和活性炭，还含有少量铁、锌，而实验的目的是从废催化剂中提取钯，所以酸溶I的目的是除去铁、锌等杂质；
(2)王水是浓硝酸与盐酸按体积比1：3的混合物，浓硝酸具有氧化性，能将碳氧化生成二氧化碳，本身被还原成一氧化氮，反应的方程式为：C+4HNO3＝CO2↑+4NO2↑+2H2O；(3)氢氧化钠与二氧化氮、二氧化碳反应的方程式：2NO2+2NaOH＝NaNO3+NaNO2+H2O，
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，同时氢氧化钠过量，所以吸收后溶液中含有的溶质的化学式：NaOH、NaNO3、NaNO2、Na2CO3；
(4)NaHCO3能和盐酸发生反应，离子方程式为：HCO3-+H+＝H2O+CO2↑，甲醛具有还原性，酸性条件下，甲醛会被硝酸氧化；
(5)金属钯不溶于水，利用过滤的方法分离，甲醛会被硝酸氧化生成甲酸，所以溶液I可能含有的有机离子为HCOO-；
(6)由于废催化剂中的含有活性炭，不断通入空气，能除去活性炭，同时减少王水的消耗。

4．请根据化学反应与热能的有关知识，填写下列空白：
(1)在Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶体反应的演示实验中：反应物混合后需用玻璃棒迅速搅拌，其目的是____________，体现该反应为吸热反应的现象是烧杯变凉和________。

(2)下列过程中不一定释放能量的是____(请填编号)。

A．形成化学键 B．燃料燃烧 C．化合反应 D．葡萄糖在体内的氧化反应
E.酸碱中和
F.炸药爆炸
(3)已知：通常条件下，酸碱稀溶液中和生成1 mol水放出的热量为中和热。

稀溶液中1 mol H2SO4和NaOH恰好反应时放出Q kJ热量，则其中和热为____kJ/mol。

(4)已知H2和O2反应放热，且断开1 mol H-H、1 mol O=O、 1 mol O-H键需吸收的能量分别为Q1、Q2、Q3 kJ，由此可以推知下列关正确的是___（填编号）。

A．Q1+Q2>Q3 B．Q1+Q2>2Q3 C．2Q1+Q2<4Q3 D．2Q1+Q2<2Q3
【答案】搅拌，使反应物充分接触促进反应玻璃片上水结冰而与烧杯粘在一起 C Q 2
C
【解析】
【分析】
(1)通过玻璃棒的搅拌可使混合物充分接触而促进反应进行；烧杯和玻璃片之间的水结冰会将二者粘在一起；
(2)形成化学键释放能量，燃烧放热、有些化合反应是吸热反应，如碳和二氧化碳反应制一氧化碳，大多数分解反应是吸热反应，氧化反应、酸碱中和、炸药爆炸都是放热反应；(3)依据中和热的概念是强酸、强碱的稀溶液完全反应生成1 mol水和可溶性盐放出的热量
(4)根据旧键断裂吸收的能量减去新键生成释放的能量的差值即为反应热，结合燃烧反应为放热反应分析解答。

【详解】
(1)固体参加的反应，搅拌可使反应混合物充分接触而促进反应进行，通过玻璃片上水结冰而与烧杯粘在一起，知道氢氧化钡晶体和氯化铵之间的反应是吸热反应；
(2)形成化学键、燃料的燃烧、葡萄糖在体内的氧化反应、酸碱中和反应和炸药的爆炸过程都属于放热反应，而化合反应不一定为放热反应，如CO 2与C 在高温下反应产生CO 的反应属于吸热反应，所以不一定释放能量的为化合反应，故合理选项是C ；
(3)在稀溶液中1 mol H 2SO 4与NaOH 溶液恰好完全反应时生成2 mol H 2O ，放出Q kJ 热量，而中和热是指强酸、强碱在稀溶液中发生中和反应生成可溶性盐和1 mol 水时放出的热量，故H 2SO 4与NaOH 反应的中和热为： 2Q kJ/mol ； (4)1 mol H 2O 中含2 mol H-O 键，断开1 mol H-H 、1 mol O=O 、1 mol O-H 键需吸收的能量分别为Q 1、Q 2、Q 3 kJ ，则形成1 mol O-H 键放出Q 3 kJ 热量，对于反应H 2(g)+
12O 2(g)=H 2O(g)，断开1 mol H-H 键和12 mol O=O 键所吸收的能量(Q 1+12
Q 2) kJ ，生成2 mol H-O 新键释放的能量2Q 3 kJ ，由于该反应是放热反应，所以2Q 3-(Q 1+
12Q 2)>0，2Q 1+Q 2<4Q 3，故合理选项是C 。

【点睛】
本题考查了化学反应与能量变化，注意掌握中和热的概念，反应热为断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差，(4)1 mol H 2O 中含2 mol H-O 键为解答易错点。

5．电化学在化学工业中有着广泛应用。

根据图示电化学装置，
（1）甲池通入乙烷(C 2H 6)一极的电极反应式为___。

（2）乙池中，若X 、Y 都是石墨，A 是Na 2SO 4溶液，实验开始时，同时在两极附近溶液中各滴入几滴酚酞溶液，X 极的电极反应式为___；一段时间后，在Y 极附近观察到的现象是___。

（3）工业上通过电解浓NaOH 溶液制备Na 2FeO 4，其工作原理如图所示，则阳极的电极反应式为__，阴极反应式为___。

【答案】C2H6+18OH--14e-=12H2O+2CO32- 4OH--4e-=O2↑+2H2O 电极表面产生气泡，附近溶液显红色 Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O 2H2O+2e-=H2↑+2OH-
【解析】
【分析】
甲池为乙烷燃料电池，所以反应过程中乙烷被氧化，则通入乙烷的一极应为负极，通入氧气的一极为正极；乙池为电解池，X与电池正极相连为阳极，Y与负极相连为阴极。

【详解】
(1)通入乙烷的一极为负极，乙烷被氧化，由于电解质溶液KOH，所以生成碳酸根和水，电极方程式为：C2H6+18OH--14e-=12H2O+2CO32-；
(2)X为阳极，硫酸钠溶液中水电离出的OH-在阳极放电生成氧气，电极方程式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O；Y电极为阴极，水电离出的氢离子在阴极放电生成氢气，水的电离受到促进电离出更多的氢氧根，Y电极附近显碱性，电极附近滴有酚酞，所以可以观察到Y电极附近有气泡产生且溶液显红色；
(3)阳极是铁，故阳极上铁放电生成FeO42-，由于是碱性环境，故电极方程式为：Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O；电解时，水电离的H+在阴极放电生成氢气，电极方程式为：2H2O+2e-
=H2↑+2OH-。

【点睛】
陌生电极反应式的书写步骤：①根据题干找出反应物以及部分生成物，根据物质变化分析化合价变化并据此写出得失电子数；②根据电荷守恒配平电极反应式，在配平时需注意题干中电解质的环境；③检查电极反应式的守恒关系(电荷守恒、原子守恒、转移电子守恒等)。

6．硫化氢（H2S）是一种有毒的可燃性气体，用H2S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池，其电池总反应为2H2S+3O2+4KOH=2K2SO3+4H2O。

（1）该电池工作时正极应通入___。

（2）该电池负极的电极反应式为___。

（3）该电池工作一段时间后负极区溶液的pH__（填“升高”“不变”或“降低”）。

【答案】O2 H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O 降低
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由电池总反应可知，反应中硫元素的化合价升高，发生氧化反应，氧气中氧的化合价降低，发生还原反应，则通入硫化氢的电极为负极，通入氧气的电极为正极。

答案为：O2。

（2）碱性溶液中正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，总反应减去正极反应得到负极反应式为：H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O。

答案为：H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O。

（3）由负极反应式可知，负极反应消耗OH-，同时生成水，则负极区溶液中c(OH-)减小，pH降低。

答案为：降低。

【点睛】
电池反应中有氧气参加，氧气在反应中得到电子发生还原反应，根据原电池原理，负极发生氧化，正极发生还原，所以通入氧气的电极为电池的正极，酸性条件下的反应：
O2+4H++4e-=2H2O，碱性条件下的反应：O2+2H2O+4e-=4OH-。

7．一氧化碳和二氧化硫是用途广泛的化工基础原料。

（1）已知：C（s）＋O2（g）＝CO2（g）△H1＝– 393.5 kJ·mol – 1
C（s）＋CO2（g）＝2CO（g）△H2＝＋172.5 kJ·mol – 1
S（s）＋O2（g）＝SO2（g）△H3＝– 296.0 kJ·mol – 1
已知某反应的平衡常数
[]
[]
2
2
2
2
CO
K
SO[CO]
=
⋅
，据以上信息，请写出该反应的热化学反应方程
式：________________。

（2）工业上用一氧化碳制取氢气的反应为：CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），已知420℃时，该反应的化学平衡常数为9.0。

如果反应开始时，在2 L的密闭容器中充入CO和H2O的物质的量都是0.60 mol，5 min末达到平衡，则此时CO的转化率为
______，H2的化学反应速率为_____。

（3）工业利用反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）制硫酸，一定条件下，将
1molSO2与2molO2置于恒容密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是______
a 体系压强保持不变
b 混合气体密度保持不变
c SO2和O2的物质的量保持不变
d 每消耗1 mol SO3的同时，生成0.5 mol O2
【答案】SO2（g）＋2CO（g） 2CO2（g）＋S（s）△H＝－270kJ·mol-1； 75% 0.045mol·L-1·min-1 a、c
【解析】
【分析】
(1)已知某反应的平衡常数
[]
[]
2
2
2
2
CO
SO[CO]
K=
⋅
，则该反应的方程式为
SO2(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+S(s)，根据盖斯定律结合已知方程式计算反应热；
(2)根据所给反应的平衡常数，利用三段式法计算浓度变化值结合公式计算；
(3)学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断；
【详解】
(1)已知某反应的平衡常数
[] []
2
2
2
2
CO
SO[CO]
K=
⋅
，则该反应的方程式为
SO2(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+S(s)，
①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ•mol -1
②C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol -1
③S(s)+O2(g)=SO2(g)△H3=-296.0kJ•mol -1，
由盖斯定律①-②-③可得SO2(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+S(s) △H=-270kJ•mol-1；
故答案为：SO2(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+S(s) △H=-270kJ•mol-1；
(2)设参加反应的CO的浓度为x
()()()()
222
++
CO
0.300.3000
x x x x
0.30-x0.30-x
H O C
x
O H
x
g g g g
起始
转化
平衡
[]
[]()
22
2
2
2
2
CO x
=9.0
SO[CO]0.30-x
=
K=
⋅
，解得x=0.225mol/L，所以CO的转化率α(CO)= -1
-1
0.225mol L
0.30mol L
×100%=75%，氢气反应速率
v(H2)=
()-1
2
H0.225mol L
=
5min
c
t
∆
∆
=0.045mol/(L•min)，故答案为：75%；0.045mol/(L•min)；(3)a．反应前后气体的体积不等，故容器总压强随时间改变，当压强不再随着时间变化时，即达到化学平衡状态，故a正确；
b．总质量不变，体积不变，故混合气体的密度始终不变，所以不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故b错误；
c．起始SO2和O2的物质的量之比为1:2，而反应过程中按照2:1的比例进行反应，所以SO2和O2的物质的量之比不变时说明反应达到平衡，故c正确；
d．每消耗1mol SO3为逆反应速率，同时，生成0.5mol O2也为逆反应速率，任一时刻不同物质表示的同一方向速率之比等于计量数之比，故d错误；故答案为：ac；
8．微型纽扣电池在现代生活中应用广泛。

有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应是Zn＋Ag2O＝ZnO＋2Ag。

请回答下列问题。

(1)该电池属于_________电池(填“一次”或“二次”)。

(2)负极是_________，电极反应式是__________________________。

(3)使用时，正极区的pH_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_____。

(填字母)
A．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H>0
B．NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(1)△H<0
C．2CO(g)+O2(g)=2CO2(1)△H<0
(5)以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其负极的电极反应式为
__________。

【答案】一次 Zn Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O 增大 C CO－2e－+4OH－=C O 32－+2H2O
【解析】
【分析】
（1）纽扣电池为一次电池；
（2）根据电池的总反应可知Zn为负极，失去电子，发生氧化反应，Ag2O为正极，得到电子，发生还原反应，据此分析作答；
（3）根据电池的总反应可知，Ag2O为正极，得到电子，发生还原反应，根据电极反应确定c(OH-)的变化以判断pH的变化；
（4）可设计成原电池的反应应为氧化还原反应；
（5）燃料电池中，负极通入燃料，燃料失电子发生氧化反应，正极通入氧化剂，得电子发生还原反应，据此作答。

【详解】
（1）纽扣电池为一次电池；
（2）根据电池的总反应可知Zn为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应为：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O；
（3）根据电池的总反应可知，Ag2O为正极，得到电子，发生还原反应，电极反应为：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，使用时，c(OH-)增大，因此正极区的pH逐渐增大；
（4）A. 能设计成原电池的反应通常是放热反应，由于反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)是氧化还原反应，但该反应为吸热反应，因而不能设计成原电池，A项错误；
B. 反应NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(1)为复分解反应，不能设计成原电池，B项错误；
C. 反应2CO(g)+O2(g)=2CO2(1)为氧化还原反应，且该反应为放热反应，可设计成原电池，C 项正确；
答案选C。

（5）燃料电池中，负极通入燃料，燃料失电子发生氧化反应，电极反应为CO-2e－+4OH－=CO32- +2H2O。

【点睛】
设计制作化学电源的过程为：
9．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。

（1）A中反应的离子方程式为_________________________________。

（2）B中Fe极为_______极，电极反应式为_______________________。

C中Fe极为
_______极，电极反应式为__________________________，电子从_______极流出（填“Zn”或“Fe”）。

（3）比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是___________________。

【答案】Fe＋2H＋=Fe2+H2↑负极Fe－2e－=Fe2+正极2H＋＋2e－=H2↑Zn B>A>C
【解析】
【分析】
已知金属活动性：Zn＞Fe＞Sn，则A发生化学腐蚀，铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，B中Fe为负极，Sn为正极，Fe被腐蚀，C中Zn为负极，Fe为正极，Fe被保护，以此解答。

【详解】
(1)铁与硫酸反应的离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑；
(2)Fe比Sn活泼，则B中Fe为负极，Sn为正极，负极发生Fe－2e－ = Fe2+；Zn比Fe活泼，则C中Fe为正极，Zn为负极，正极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，电子从负极即Zn极流出；
(3)A发生化学腐蚀；B中Fe为负极，Sn为正极，Fe被腐蚀；C中Zn为负极，Fe为正极，Fe被保护，Zn被腐蚀，则A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是B＞A＞C，。

10．某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。

（实验原理）2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 ===K2SO4 +2MnSO4 +10CO2↑+8H2O
（实验内容及记录）
实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。

该小组设计了如下的方案。

(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4，每消耗1mol H2C2O4转移
________mol 电子，为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为：n(H2C2O4)：n(KMnO4) ≥______________。

(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是___________（填编号，下同），可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是_____________。

(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间t1为40s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v（KMnO4）＝_______ mol·L－1·min－1。

【答案】2 2.5 ②和③①和② 0.010或1.0 ×10-2
【解析】
【分析】
（1）根据题中信息及化合价升降法配平反应的化学方程式，然后根据电子守恒计算出
1mol草酸完全反应转移的电子数；根据“观察到紫色褪去”必须满足高锰酸钾的物质的量小于草酸的物质的量解得二者浓度关系；
（2）根据探究温度对反应速率影响时除了温度外其它条件必须相同判断；根据体积浓度对反应速率影响时除了浓度不同，其他条件必须完全相同分析；
（3）先根据醋酸和高锰酸钾的物质的量判断过量，然后根据不足量及反应速率表达式计算出反应速率。

【详解】
（1）根据反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4，利用化合价升降相等写出反应的化学方程式为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑；H2C2O4中碳元素的化合价为+3价，变成二氧化碳后化合价总共升高了2×（4-3）价，所以每消耗1mol H2C2O4转移2mol电子；为了观察到紫色褪去，高锰酸钾的物质的量应该少量，即c
（H2C2O4）：c（KMnO4）≥5
2
=2.5；
故答案为：2；2.5；
（2）探究温度对化学反应速率影响，必须满足除了温度不同，其他条件完全相同，所以满足此条件的实验编号是：②和③；探究反应物浓度对化学反应速率影响，除了浓度不同，其他条件完全相同的实验编号是①和②；
故答案为：②和③；①和②；
（3）草酸的物质的量为：0.10mol•L -1×0.002L=0.0002mol ，高锰酸钾的物质的量为：0.010mol•L -1×0.004L=0.00004mol ，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为：0.0002mol ：0.00004mol=5：1，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为：0.010mol/L 0.004L
0.002L+0.0043L
2=⨯×0.010mol/L ，这段时间内平均反应速率v （KMnO 4）=23×0.010/60/40mol L s min s
⨯=0.010mol•L -1•min -1； 故答案为：0.010或1.0×10-2。

11．按要求回答下列问题：
（1）甲烷燃料电池是常见的燃料电池之一，该电池在正极通入氧气，在负极通入甲烷，电解质溶液通常是KOH 溶液，请写出该电池的负极反应式___。

（2）常温下，将等浓度的Na 2S 2O 3溶液与硫酸溶液混合，2min 后溶液中明显出现浑浊，请写出相关反应的化学方程式：___；若将此混合溶液置于50℃的水浴中，则出现浑浊的时间将___(填“增加”、“减少”或“不变”)。

【答案】CH 4-8e -+10OH -=CO 32-+7H 2O Na 2S 2O 3+H 2SO 4=Na 2SO 4+S ↓+SO 2↓+H 2O 减少
【解析】
【分析】
（1）甲烷燃料电池正极通入氧气，负极通入甲烷，电解质溶液是KOH 溶液，则发生反应为CH 4+2O 2=CO 2+2H 2O ，CO 2+2KOH=K 2CO 3+H 2O ，总反应的化学方程式为：
CH 4+2O 2+2KOH=K 2CO 3+H 2O ，该电池的负极反应为：CH 4失电子，转化为CO 32-和H 2O 。

（2）将等浓度的Na 2S 2O 3溶液与硫酸溶液混合，相关反应为：
Na 2S 2O 3+H 2SO 4→Na 2SO 4+S ↓+SO 2↑+H 2O ；若将此混合溶液置于50℃的水浴中，则温度升高，出现浑浊的时间将减少。

【详解】
（1）甲烷燃料电池正极通入氧气，负极通入甲烷，电解质溶液是KOH 溶液，则发生反应为CH 4+2O 2=CO 2+2H 2O ，CO 2+2KOH=K 2CO 3+H 2O ，总反应的化学方程式为：
CH 4+2O 2+2KOH=K 2CO 3+H 2O ，该电池的负极反应式为CH 4-8e -+10OH -=CO 32-+7H 2O 。

答案为：CH 4-8e -+10OH -=CO 32-+7H 2O ；
（2）将等浓度的Na 2S 2O 3溶液与硫酸溶液混合，相关反应的化学方程式为：
Na 2S 2O 3+H 2SO 4=Na 2SO 4+S ↓+SO 2↓+H 2O ；若将此混合溶液置于50℃的水浴中，则温度升高，出现浑浊的时间将减少。

答案为：Na 2S 2O 3+H 2SO 4=Na 2SO 4+S ↓+SO 2↓+H 2O ；减少。

【点睛】
燃料电池中，两电极通入的物质相同，电解质不同时，电极反应式可能不同。

在书写电极反应式时需注意，在碱性电解质中，负极CH 4的反应产物不是CO 2和水，而是K 2CO 3和水，这是我们解题时的易错点。

12．某些共价键的键能数据如表（单位：kJ •mol －1）：
（1）把1mol Cl2分解为气态原子时，需要___（填“吸收”或“放出”）243kJ能量。

（2）由表中所列化学键形成的单质分子中，最稳定的是___；形成的化合物分子中最不稳定的是___。

（3）发射火箭时用气态肼（N2H4）作燃料，二氧化氮作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。

已知32gN2H4（g）完全发生上述反应放出568kJ的热量，热化学方程式是：____。

【答案】吸收 N2 HI 2N2H4（g）+2NO2（g）═3N2（g）+4H2O（g）△H=﹣1136kJ•mol ﹣1
【解析】
【分析】
(1)化学键断裂要吸收能量；
(2)键能越大越稳定，否则越不稳定，结合表中数据分析；
(3)根据n=m
n
计算32g N2H4的物质的量，再根据热化学方程式书写原则书写热化学方程
式。

【详解】
(1)化学键断裂要吸收能量，由表中数据可知把1mol Cl2分解为气态原子时，需要吸收243kJ 的能量；
(2)因键能越大越稳定，单质中最稳定的是H2，最不稳定的是I2，形成的化合物分子中，最稳定的是HCl，最不稳定的是HI；
(3)32g N2H4(g)的物质的量为
32g
32g/mol
=1mol，与二氧化氮反应生成氮气与气态水放出568kJ
的热量，热化学方程式是：2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O(g) △H=-1136kJ•mol-1。

13．T℃时，有甲、乙两个密闭容器，甲容器的体积为1L，乙容器的体积为2L，分别向甲、乙两容器中加入6mol A和3mol B，发生反应如下：3A（g）＋b B（g）3C（g）＋2D（g）， 4min后甲容器内的反应达到平衡，A的浓度为2.4mol/L，B的浓度为
1.8mol/L；t min后乙容器内的反应达到平衡，B的浓度为0.8mol/L。

根据题给的信息回答下列问题：
（1）甲容器中反应的平均速率（B）＝____________________。

（2）在温度T℃时，该反应的化学平衡常数为__________________，由下表数据可知该反应为______________（填“吸热”“放热”）反应。

化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
t℃70080083010001200
K0.60.9 1.0 1.7 2.6
（3）T℃时，在另一个体积与乙相同的丙容器中，为了达到平衡时B的浓度仍然为
0.8mol/L，起始时，向丙容器中加入C、D的物质的量分别为3mol、2mol，则还需加入A、B的物质的量分别是___________、___________。

【答案】0.3mol/(L min)10.8吸热3mol2mol
【解析】
【分析】
【详解】
(1)甲中B起始浓度为3mol/L，4min内B的浓度改变了3mol/L−1.8mol/L=1.2mol/L，
(B)=1.2mol /L÷4min=0.3mol/(L min)，答案为0.3mol/(L min)；
(2)由上可知甲达平衡时，B的浓度改变了1.2mol/L，A的浓度改变了3.6mol/L，因为A和B 的浓度的改变量之比等于A和B的化学计量数之比，故b=1，所以B、C、D的化学计量数之比为1:3:2，所以平衡时C、D的浓度分别为3.6mol/L、2.4mol/L，温度T℃时，该反应的
化学平衡常数K=
32
3
3.6 2.4
=
2.4 1.8
⨯
⨯
= 10.8；由表可知，温度升高K增大，说明平衡正向移动，
故正反应为吸热反应。

答案为10.8、吸热；
(3)该反应前后气体体积可变，同温同容下，要使乙和丙为等效平衡，则必须满足等量等效，即用“一边倒”的方法将C、D转化为反应物A、B后，A、B的量必须与乙中A、B的量对应相等，起始时，向丙容器中加入C、D的物质的量分别为3mol、2mol，等效于A、B 的物质的量分别为3mol、1mol，故还需要加入的A的物质的量=6-3=3mol，加入的B的物质的量=3-1=2mol，答案为3mol、2mol。

点睛：本题考查化学反应速率计算、化学平衡常数、等效平衡等，难度中等，（3）中注意理解等效平衡规律，分清楚是等温等容还是等温压下的等效平衡，并且考虑化学方程式中反应前后气体的化学计量数的特点，然后利用规律求解。

14．Ⅰ．铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作印刷电路铜版腐蚀剂和外伤止血剂等。

(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路板的离子方程式_________________。

(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请在方框内画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。