新高考人教版高考化學(xué)三輪大題練四

押題練四(時(shí)間：30分鐘分值：43分)1．(14分)硫酸亞鐵銨[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]俗稱(chēng)莫爾鹽，可溶于水，在100～110℃時(shí)分解，在定量分析中常用作標(biāo)定重鉻酸鉀、高錳酸鉀等溶液的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，還用于冶金、電鍍等。Ⅰ.化學(xué)課外活動(dòng)小組研究莫爾鹽晶體強(qiáng)熱時(shí)的分解產(chǎn)物。(1)甲組同學(xué)按照如圖1所示的裝置進(jìn)行研究，裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是____________________________________________________________________，由此可知分解產(chǎn)物中有________。(2)乙組同學(xué)認(rèn)為莫爾鹽晶體分解的產(chǎn)物中還含有SO3(g)、SO2(g)及N2。為進(jìn)行驗(yàn)證，選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A和如圖2所示的部分裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，裝置依次連接的合理順序?yàn)锳—____________。②裝置D中足量鹽酸的作用是___________________________________；含有SO3的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________________________________。Ⅱ.為測(cè)硫酸亞鐵銨純度，稱(chēng)取mg莫爾鹽樣品，配成500mL溶液，甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計(jì)了如下三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)回答：甲方案：取25.00mL硫酸亞鐵銨溶液用0.1000mol·L－1的酸性KMnO4溶液分三次進(jìn)行滴定。乙方案：取25.00mL硫酸亞鐵銨溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。待測(cè)液eq\o(→,\s\up7(足量BaCl2溶液))eq\o(→,\s\up7(過(guò)濾))eq\o(→,\s\up7(洗滌))eq\o(→,\s\up7(干燥))eq\o(→,\s\up7(稱(chēng)量))wg固體丙方案：(通過(guò)NH4＋測(cè)定)實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示。取25.00mL硫酸亞鐵銨溶液進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)。(1)甲方案中的離子方程式為_(kāi)____________________________，若實(shí)驗(yàn)操作都正確，但其測(cè)定結(jié)果總是小于乙方案，可能原因?yàn)開(kāi)_________________________，驗(yàn)證推測(cè)的方法為_(kāi)_______________________。(2)乙方案中沉淀是否洗滌干凈的檢驗(yàn)方法是_________________________________________________________________________________________________________。(3)丙方案中量氣管中最佳試劑是________。a．水b．飽和NaHCO3溶液c．CCl4(4)若測(cè)得NH3(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為VL，則硫酸亞鐵銨純度為_(kāi)_______。【答案】Ⅰ.(1)溶液變紅(1分)NH3(1分)(2)①G、D、B、C、F(2分)②吸收氨氣并將溶液酸化，排除SO2的干擾(1分)D中出現(xiàn)白色沉淀(1分)Ⅱ.(1)MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O(1分)Fe2＋已被空氣部分氧化(1分)取少量硫酸亞鐵銨溶液，加入少量KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠t色，說(shuō)明Fe2＋已被空氣部分氧化(2分)(2)取最后一次洗滌的濾液加入AgNO3溶液，若沒(méi)有沉淀，說(shuō)明已洗干凈(1分)(3)c(1分)(4)eq\f(392V×20,44.8m)×100%(2分)【解析】Ⅰ.(1)莫爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]受熱分解，分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生氨氣和二氧化硫、三氧化硫等，根據(jù)裝置圖可知，堿石灰可以吸收酸性氣體，氨氣遇到酚酞溶液會(huì)變紅色，所以裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是溶液變紅，由此可知莫爾鹽晶體分解的產(chǎn)物中有NH3。裝置B的主要作用是吸收分解產(chǎn)生的酸性氣體及水。(2)①要檢驗(yàn)生成SO3(g)、SO2(g)及N2，在甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A產(chǎn)生氣體后，經(jīng)過(guò)安全瓶后通過(guò)BaCl2溶液檢驗(yàn)SO3，再通過(guò)品紅溶液檢驗(yàn)SO2，用NaOH溶液除去SO2，用排水集氣法收集N2，所以裝置依次連接的合理順序?yàn)锳、G、D、B、C、F；②由于產(chǎn)生的氣體中有NH3，所以BaCl2溶液中加入足量的鹽酸，可以吸收NH3并防止產(chǎn)生BaSO3沉淀，排除SO2的干擾；SO3通入BaCl2溶液中可以產(chǎn)生BaSO4沉淀，所以含有SO3的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是D中有白色沉淀。Ⅱ.(1)KMnO4溶液具有氧化性，能將Fe2＋氧化為Fe3＋，反應(yīng)的離子方程式為MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O；Fe2＋具有還原性，易被氧化成Fe3＋，故測(cè)得(NH4)2Fe(SO4)2濃度偏??；可檢驗(yàn)Fe2＋的氧化產(chǎn)物Fe3＋，具體操作為取少量硫酸亞鐵銨溶液，加入少量KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠t色，說(shuō)明Fe2＋已被空氣部分氧化。(2)乙方案中沉淀是否洗滌干凈，可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)洗滌液中是否含有Cl－，具體步驟為取最后一次洗滌的濾液加入AgNO3溶液，若沒(méi)有沉淀，說(shuō)明已洗干凈。(3)丙方案中導(dǎo)管在液面以上，符合排液體收集氣體要求，量氣管中液體應(yīng)不能溶解NH3，NH3易溶于水和飽和NaHCO3溶液，難溶于CCl4，故用排CCl4法收集。(4)VLNH3的物質(zhì)的量為eq\f(VL,22.4L·mol－1)＝eq\f(V,22.4)mol，mg(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O樣品中含N的物質(zhì)的量為eq\f(500mL,25mL)×eq\f(V,22.4)mol＝eq\f(20V,22.4)mol，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的純度為eq\f(\f(20V,22.4)×\f(1,2)mol×392g·mol－1,mg)×100%＝eq\f(392V×20,44.8m)×100%?！狙侯}理由】本題綜合考查了有關(guān)物質(zhì)的制備原理分析，化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的連接，化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)以及化學(xué)實(shí)驗(yàn)定量分析等核心考點(diǎn)內(nèi)容，試題旨在檢測(cè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合知識(shí)的應(yīng)用能力。2．(15分)能源、環(huán)境與人類(lèi)生活密切相關(guān)，研究它們的綜合利用有重要意義。Ⅰ.二甲醚可代替汽油作新型清潔燃料，常溫常壓下，二氧化碳加氫可選擇性生產(chǎn)二甲醚(CH3OCH3)或一氧化碳。已知二甲醚、氫氣的燃燒熱分別為－1455kJ·mol－1、－285.8kJ·mol－1。(1)寫(xiě)出CO2加氫轉(zhuǎn)化為CH3OCH3(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________，該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式為_(kāi)___________。(2)等物質(zhì)的量的CO和H2在一定條件下可合成CH3OCH3，同時(shí)還產(chǎn)生了一種可參與大氣循環(huán)的無(wú)機(jī)化合物，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________。(3)二甲醚燃料電池原理如圖1所示：①M(fèi)區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)___________________________________。②用上述電池作電源，用圖2裝置電解飽和氯化鉀溶液(電極均為惰性電極)，設(shè)飽和氯化鉀溶液體積為500mL，當(dāng)溶液的pH變?yōu)?3時(shí)(在常溫下測(cè)定)，若該燃料電池的能量利用率為80%，則需消耗CH3OCH3的質(zhì)量為_(kāi)_________g(假設(shè)溶液電解前后體積不變，保留2位有效數(shù)字)。Ⅱ.硝化法是一種古老的生產(chǎn)硫酸的方法，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了氮氧化物的循環(huán)轉(zhuǎn)化，主要反應(yīng)為NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH＝－41.8kJ·mol－1。(1)下列說(shuō)法中可以說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________。a．體系內(nèi)混合氣體的密度保持不變b．v(NO2)正＝v(SO3)逆c．容器內(nèi)氣體的總壓強(qiáng)保持不變d．NO體積分?jǐn)?shù)不再改變(2)某溫度下，NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f(9,4)，該溫度下在甲、乙、丙三個(gè)體積為2L的恒容密閉容器中，投入NO2(g)和SO2(g)，其起始濃度如下表所示：起始濃度甲乙丙c(NO2)/(mol·L－1)0.100.200.20c(SO2)/(mol·L－1)0.100.100.20①10min后，甲中達(dá)到平衡，則甲中反應(yīng)的平均速率v(NO2)＝______________________。②丙達(dá)到平衡所用的時(shí)間________10min(填“＞”“＜”或“＝”)，達(dá)到平衡后，設(shè)甲、乙、丙中SO2(g)的轉(zhuǎn)化率分別為a、b、c，則三者的大小關(guān)系為_(kāi)________________________?！敬鸢浮?1)2CO2(g)＋6H2(g)=CH3OCH3(g)＋3H2O(l)ΔH＝－259.8kJ·mol－1(2分)eq\f(c（CH3OCH3）,c2（CO2）·c6（H2）)(1分)(2)3CO＋3H2=CH3OCH3＋CO2(2分)(3)①CH3OCH3＋3H2O－12e－=2CO2＋12H＋(2分)②0.24(2分)Ⅱ.(1)bd(2分)(2)①0.006mol·L－1·min－1(2分)②＜(1分)a＝c＜b(1分)【解析】Ⅰ.(1)根據(jù)二甲醚、氫氣的燃燒熱分別為－1455kJ·mol－1、－285.8kJ·mol－1可知熱化學(xué)方程式：CH3OCH3(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1455kJ·mol－1①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1②將②×6－①可得2CO2(g)＋6H2(g)=CH3OCH3(g)＋3H2O(l)ΔH＝(－285.8kJ·mol－1)×6－(－1455kJ·mol－1)＝－259.8kJ·mol－1；反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式K＝eq\f(c（CH3OCH3）,c2（CO2）·c6（H2）)。(2)等物質(zhì)的量的CO和H2在一定條件下可合成CH3OCH3，同時(shí)還產(chǎn)生了一種可參與大氣循環(huán)的無(wú)機(jī)化合物，即CO2，故化學(xué)方程式為3CO＋3H2=CH3OCH3＋CO2。(3)①由H＋的移動(dòng)方向可知，M區(qū)為負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為CH3OCH3＋3H2O－12e－=2CO2＋12H＋；②用惰性電極電解飽和KCl溶液總的反應(yīng)式為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－，pH變?yōu)?3時(shí)，c(OH－)＝0.1mol·L－1，n(OH－)＝0.1mol·L－1×0.5L＝0.05mol，CH3OCH3～12e－～12OH－46g12molx×80%0.05mol解得x＝0.24g。Ⅱ.(1)a項(xiàng)，由于反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，且全部是氣體，故體系內(nèi)混合氣體的密度一直保持不變，故不能作為平衡的標(biāo)志，錯(cuò)誤；b項(xiàng)，反應(yīng)中v(NO2)正＝v(SO3)正一直存在，而只有平衡時(shí)才有v(SO3)正＝v(SO3)逆，故只有平衡時(shí)才有v(NO2)正＝v(SO3)逆，故當(dāng)v(NO2)正＝v(SO3)逆時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡，正確；c項(xiàng)，由于反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，故容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量一直不變，則總壓強(qiáng)一直保持不變，故不能作為反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)志，錯(cuò)誤；d項(xiàng)，在反應(yīng)未平衡前，NO的消耗和生成速率不同，故NO體積分?jǐn)?shù)會(huì)改變，當(dāng)NO的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)平衡，正確。(2)①根據(jù)反應(yīng)中NO2(g)和SO2(g)的起始濃度分別為0.1mol·L－1，設(shè)在10min達(dá)到平衡時(shí)，NO2濃度的改變量為xmol·L－1，根據(jù)三段式可知：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)初始(mol·L－1):0.10.100Δc(mol·L－1):xxxx平衡(mol·L－1):0.1－x0.1－xxx根據(jù)平衡常數(shù)為eq\f(9,4)可知：eq\f(9,4)＝eq\f(x2,（0.1－x）2)，解得x＝0.06。則平均速率v(NO2)＝eq\f(0.06mol·L－1,10min)＝0.006mol·L－1·min－1；②由于容器體積相同，且反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng)，故甲和丙為等效平衡，即丙中所達(dá)的平衡狀態(tài)和甲相同，而由于丙中反應(yīng)物的濃度大于甲，故反應(yīng)速率比甲快，到達(dá)平衡的時(shí)間比10min短；由于甲和丙為等效平衡，故甲、丙中SO2(g)的轉(zhuǎn)化率相等，而乙相當(dāng)于是向甲容器中加入NO2，SO2的轉(zhuǎn)化率大于甲，故三個(gè)容器中SO2(g)的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系為a＝c＜b。【押題理由】本題綜合考查了熱化學(xué)方程式及化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)、根據(jù)陌生信息書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式及根據(jù)電解裝置圖示書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷及有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算知識(shí)，試題旨在檢測(cè)化學(xué)反應(yīng)與能量和電化學(xué)及化學(xué)平衡綜合知識(shí)的應(yīng)用能力。3．(14分)高純碳酸錳在電子工業(yè)中有重要的應(yīng)用，濕法浸出軟錳礦(主要成分為MnO2，含少量Fe、Al、Mg等雜質(zhì)元素)制備高純碳酸錳的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：(1)浸出：浸出時(shí)溫度控制在90～95℃之間，并且要連續(xù)攪拌3小時(shí)，植物粉的作用是________________________________________________________________________。(2)除雜：①向浸出液中加入一定量的碳酸錳礦，調(diào)節(jié)浸出液的pH為3.5～5.5；②再加入一定量的軟錳礦和雙氧水，過(guò)濾；③…操作①中使用碳酸錳調(diào)pH的優(yōu)勢(shì)是___________________________________；操作②中加入雙氧水不僅能將Fe2＋氧化為Fe3＋，而且能提高軟錳礦的浸出率。寫(xiě)出雙氧水提高軟錳礦浸出率的離子方程式：________________________________。(3)制備：在30～35℃下，將碳酸氫銨溶液滴加到硫酸錳凈化液中，控制反應(yīng)液的最終pH在6.5～7.0，得到MnCO3沉淀。溫度控制35℃以下的原因是___________________；該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________；生成的MnCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌，檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是___________________。(4)計(jì)算：室溫下，Ksp(MnCO3)＝1.8×10－11，Ksp(MgCO3)＝2.6×10－5，已知離子濃度小于1.0×10－5mol·L－1時(shí)，表示該離子沉淀完全。若凈化液中的c(Mg2＋)＝10－2mol·L－1，試列式計(jì)算說(shuō)明Mg2＋的存在是否會(huì)影響MnCO3的純度：____________?！敬鸢浮?1)作還原劑(1分)(2)增加MnCO3的產(chǎn)量(或不引入新的雜質(zhì)等)(2分)MnO2＋H2O2＋2H＋=Mn2＋＋2H2O＋O2↑(2分)(3)減少NH4HCO3的分解，提高原料利用率(2分)MnSO4＋2NH4HCO3eq\o(=,\s\up7(30～35℃))MnCO3↓＋(NH4)2SO4＋CO2↑＋H2O(2分)取最后一次的洗滌濾液1～2mL于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈(2分)(4)Ksp(MnCO3)＝c(Mn2＋)·c(CO32－)，當(dāng)Mn2＋沉淀完全時(shí)，c(CO32－)＝eq\f(1.8×10－11,1.0×10－5)mol·L－1＝1.8×10－6mol·L－1，若Mg2＋也能形成沉淀，則要求c