高考化学 化学反应与能量 培优易错试卷练习(含答案)含答案解析

高考化学化学反应与能量培优易错试卷练习(含答案)含答案解析一、化学反应与能量练习题（含详细答案解析）1．工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量FeO、CuO等杂质)制取金属锌的工艺流程如下。

回答下列问题：(1)ZnFe2O4是一种性能优良的软磁材料，也是一种催化剂，能催化烯类有机物氧化脱氢等反应。

①ZnFe2O4中Fe的化合价是________。

②工业上利用反应ZnFe2(C2O4)3·6H2O ΔZnFe2O4＋2CO2↑＋4CO↑＋6H2O制备ZnFe2O4。

该反应中每生成1 mol ZnFe2O4转移电子的物质的量是________。

(2)酸浸时要将锌焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率。

为达到这一目的，还可采用的措施是________________________(任答一条)；已知ZnFe2O4能溶于酸，则酸浸后溶液中存在的金属离子有____________________________________________。

(3)净化Ⅰ中H2O2参与反应的离子方程式为_________；试剂X的作用是_______。

【答案】＋3 4 mol 增大硫酸的浓度(或升高温度、搅拌等其他合理答案) Zn2＋、Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋ H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O 调节溶液的pH，促进Fe3＋水解【解析】【分析】将锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量FeO、CuO等氧化物杂质)酸浸，发生反应ZnFe2O4+8H+=Zn2++2Fe3++4H2O、ZnO+2H+=Zn2++H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O、CuO+2H+=Cu2++H2O，向溶液中加入双氧水，发生反应2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，调节溶液的pH将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，调节溶液pH时不能引进新的杂质，可以用ZnO，所以X为ZnO，然后向溶液中加入Zn，发生反应Cu2++Zn=Zn2++Cu，然后过滤，所以Y中含有Cu，最后电解得到Zn；(1)①ZnFe2O4中锌的化合价+2价，氧元素化合价-2价，结合化合价代数和为0计算得到Fe 的化合价；②工业上利用反应ZnFe2(C2O4)3•6H2O ΔZnFe2O4+2CO2↑+4CO↑+6H2O制备ZnFe2O4．反应过程中铁元素化合价+2价变化为+3价，碳元素化合价+3价变化为+4价好+2价，计算转移电子的物质的量；(2)酸浸时要将锌焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率．为达到这一目的，还可采用的措施是增大硫酸的浓度或升高温度、空气搅拌等，已知ZnFe2O4能溶于酸，则酸浸后溶液中存在的金属离子有，氧化锌溶解得到锌离子、氧化亚铁溶解得到亚铁离子、氧化铜溶解得到铜离子、ZnFe2O4能溶于酸得到铁离子；(3)净化Ⅰ中H2O2参与反应是双氧水具有氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，试剂X的作用是调节溶液PH，促进Fe3+水解生成氢氧化铁沉淀除去。

【详解】(1)①ZnFe2O4中锌的化合价+2价，氧元素化合价-2价，结合化合价代数和为0计算得到Fe 的化合价，+2+x×2+(-2)×4=0，x=+3；②工业上利用反应ZnFe2(C2O4)3•6H2O ΔZnFe2O4+2CO2↑+4CO↑+6H2O制备ZnFe2O4，反应过程中铁元素化合价+2价变化为+3价，碳元素化合价+3价变化为+4价好+2价，则氧化产物为：ZnFe2O4、CO2，每生成1mol ZnFe2O4，碳元素化合价+3价变化为+2价降低得到电子，每生成1mol ZnFe2O4，生成4molCO转移电子的物质的量是4mol；(2)酸浸时要将锌焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率．为达到这一目的，还可采用的措施是增大硫酸的浓度或升高温度、空气搅拌等，已知ZnFe2O4能溶于酸，则酸浸后溶液中存在的金属离子有，氧化锌溶解得到锌离子、氧化亚铁溶解得到亚铁离子、氧化铜溶解得到铜离子、ZnFe2O4能溶于酸得到铁离子，所以得到的金属离子有：Zn2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+；(3)净化Ⅰ中H2O2参与反应是双氧水具有氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O，试剂X的作用是调节溶液pH，促进Fe3+水解生成氢氧化铁沉淀除去。

2．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①菱锰矿粉的主要成分是MnCO3，还有少量的Fe、Al、Ca、Mg等元素②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pH 3.8 1.5 6.310.68.89.6沉淀完全的pH 5.2 2.88.312.610.811.6③常温下，Ksp(CaF2)=1.46×10−10，Ksp(MgF2)=7.42×10−11；Ka(HF)=1.00×10−4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①已知几种物质氧化能力的强弱顺序为(NH4)2S2O8＞KMnO4＞MnO2＞Fe3+，则氧化剂X宜选择__________A．(NH4)2S2O8 B．MnO2 C．KMnO4②调节pH时，pH可取的范围为_________________③常温下加入NH4F将Ca2+、Mg2+沉淀除去，此时溶液中，2+2+c Cac Mg（）（）=______若此时pH为6，c(Mg2+)= a mol/L，则c(HF)为______________ mol/L （用a表示）（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加热MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O 温度为500℃且m(MnCO3):m(NH4Cl)=1.10 B 5.2≤pH＜0.742a×10-7 CO32-水解程度大于HCO3-，易生成氢氧化物沉淀【解析】【分析】根据流程：将菱锰矿粉(主要成分是MnCO3，还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素)和氯化铵混合研磨后焙烧：MnCO3+2NH4Cl加热MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O，浸出液含有Mn2+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+，加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，反应为：MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O，再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀除去，然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+以CaF2、MgF2沉淀除去，净化液主要溶质主要为MnCl2、NH4Cl，加入碳酸氢铵发生反应：Mn2++2HCO3-加热MnCO3↓+CO2↑+H2O，炭化结晶，过滤，滤饼干燥后得到MnCO3，滤液为NH4Cl溶液，蒸发结晶得到NH4Cl固体，可循环使用，据此分析作答。

【详解】(1)“混合研磨”可使物质充分接触，加快反应速率；(2)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为MnCO 3+2NH 4Cl加热MnCl 2+2NH 3↑+CO 2↑+H 2O ；(3) 根据图可知，锰的浸出率随着温度的升高而增大，随着m (NH 4Cl)：m (锰矿粉)增大而增到，500℃、m (NH 4Cl)：m (锰矿粉)=1.10时，锰的浸出率最高，温度过高，m (NH 4Cl)：m (锰矿粉)增大，浸出率变化不大，成本增加，故焙烧温度取500℃、m(NH 4Cl)：m(锰矿粉)=1.10即可；(4)①根据分析，浸出液含有Mn 2+、Fe 2+、Al 3+、Ca 2+、Mg 2+，加入氧化剂X 的目的将Fe 2+氧化为Fe 3+，同时在选择氧化剂时，要尽可能不要引入新的杂质，则氧化剂X 宜选择MnO 2，答案选B ；②根据分析，再调节溶液的pH 将Al 3+、Fe 3+变为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀除去，然后加入NH 4F 将Ca 2+、Mg 2+以CaF 2、MgF 2沉淀除去，净化液主要溶质主要为MnCl 2、NH 4Cl ，过程中不能让Mn 2+沉淀，结合相关金属离子在浓度为0.1mol/L 时形成M(OH)n 沉淀的pH 范围表，Al 3+、Fe 3+完全沉淀时的pH 值分别为5.2和2.8，Mn 2+开始沉淀的PH 值为8.8，pH 可取的范围为5.2≤pH ＜8.8；③()()()()()()222+-2+1022+112+-2c c ==Ca F Ksp CaF c Ca 1.4610Ksp MgF c M =c c g 7.4210Mg F --⨯⨯（）（）≈1.97；若此时pH 为6，即c (H +)=10-6 mol/L ，c (Mg 2+)= a mol/L ，c (F -)=()()1122Ksp MgF 7.4210a mol /Lc M =g -+⨯mol/L ，HF 是弱酸，在溶液中部分电离，已知K a(HF)=()()()c H c F c HF +-⨯=1.00×10−4则c(HF)=()()()-11-6+-7.421010mol/L mol/L c H c F a mol/L Ka HF =⨯⨯⨯= 0.742a×10-7mol/L ； (5)“碳化结晶”过程中，因为碳酸根离子水解程度大，碳酸铵溶液中c (OH −)较大，易产生Mn(OH)2沉淀，故碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液。

3．（1）反应3Fe(s)+4H 2O(g)Fe 3O 4(s)+4H 2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，试回答：（填“加快”、“不变”或“减慢”）。

①保持体积不变充入Ne ，其反应速率___。

②保持压强不变充入Ne ，其反应速率____。

（2）在一定条件下发生反应：6NO(g)+4NH 3(g)5N 2(g)+6H 2O(g)。

某次实验中测得容器内NO 及N 2的物质的量随时间变化如图所示，图中v(正)与v(逆)相等的点为__（选填字母）。

（3）一定条件下，在2L 密闭容器内，发生反应2NO 2(g)N 2O 4(g)，n(NO 2)随时间变化如下表： 时间/s 0 1 2 34 5 n(NO 2)/mol0.0400.0200.0100.0050.0050.005①用NO 2表示0～2s 内该反应的平均速率为___。