2019高考化學(xué) 難點剖析 專題35 化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素練習(xí).doc

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專題35 化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素 1．（2018屆寧夏銀川市第二中學(xué)高三三?？荚嚕┫铝袑嶒?zāi)苓_到相應(yīng)目的的是（ ） 選項 A B C D 實驗過程 實驗?zāi)康? 將乙二醇轉(zhuǎn)化為乙二酸 比較氯化鐵和二氧化錳對H2O2分解反應(yīng)的催化效果 證明稀硝酸與銅反應(yīng)時表現(xiàn)出氧化性 用SO2與Ba(NO3)2反應(yīng)獲得BaSO3沉淀 【答案】C 2．（2018屆福建省廈門市雙十中學(xué)高三第八次能力考試）工業(yè)碳酸鈉(純度約為98％)中含有Mg2＋、Fe2＋、Cl－和SO42－等雜質(zhì)，提純工藝流程如下： 下列說法不正確的是 A． 步驟①，通入熱空氣可加快溶解速率 B． 步驟②，產(chǎn)生濾渣的離子反應(yīng)為：Mg2+ + Fe3+ + 5OH- == Mg(OH)2↓+ Fe(OH)3↓ C． 步驟③，趁熱過濾時溫度控制不當(dāng)會使Na2CO3?H2O中混有Na2CO3?10H2O等雜質(zhì) D． 步驟④，灼燒時用到的主要儀器有鐵坩堝、泥三角、三腳架、酒精燈 【答案】B 3．（2018屆東北三省四市教研聯(lián)合體高三高考模擬試卷一）下列實驗操作、現(xiàn)象和實驗結(jié)論均正確的是 實驗操作 現(xiàn)象 結(jié)論 A 將少量硼酸溶液滴入到碳酸鈉溶液中 無氣泡 Ka:H2CO3>H3BO3 B 向蔗糖溶液中加入稀硫酸并水浴加熱，一段時間后再向混合液中加入新制備的Cu(OH)2 懸濁液并加熱 無磚紅色沉淀 蔗糖未水解 C 將浸透石蠟油的石棉放置在硬質(zhì)試管底部，加入少量碎瓷片并加強熱,將生成的氣體通入酸性高錳酸鉀溶液 高錳酸鉀溶液褪色 石蠟油分解生成不飽和烴 D 將Na2S2O3溶液和稀硫酸溶液混合后，放入不同溫度下的水浴中 都變渾濁 溫度對反應(yīng)速率影響不大 【答案】C 【解析】A.將少量硼酸溶液滴入到碳酸鈉溶液中，可能因為生成碳酸氫鈉，不放出氣體，無法證明H2CO3和H3BO3的酸性強弱，應(yīng)該加入過量的硼酸，A錯誤；B．蔗糖水解生成葡萄糖，檢驗葡萄糖應(yīng)在堿性條件下，沒有加堿至堿性，加入新制Cu(OH)2懸濁液，用酒精燈加熱，未見磚紅色沉淀，不能說明蔗糖未水解，B錯誤；C.將浸透石蠟油的石棉放置在硬質(zhì)試管底部，加入少量碎瓷片并加強熱，將生成的氣體通入酸性高錳酸鉀溶液，高錳酸鉀溶液褪色，說明石蠟油分解生成不飽和烴，C正確；D.將Na2S2O3溶液和稀硫酸溶液混合后，放入不同溫度下的水浴中，都變渾濁，要證明溫度對反應(yīng)速率影響，應(yīng)該測定出現(xiàn)渾濁的時間，不是根據(jù)該現(xiàn)象判斷，D錯誤。 4．（2018屆安徽省六校教育研究會高三第二次聯(lián)考）下列圖中的實驗方案，能達到實驗?zāi)康牡氖牵? ） 【答案】B 5．（2018屆江蘇南京市、鹽城市高三第一次模擬考試）已知：4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3↓+8OH-+3O2↑ ，測得c(FeO42-)在不同條件下變化如圖甲、乙、丙、丁所示： 下列說法正確的是 A． 圖甲表明，其他條件相同時，溫度越低FeO42-轉(zhuǎn)化速率越快 B． 圖乙表明，其他條件相同時，堿性越強FeO42-轉(zhuǎn)化速率越快 C． 圖丙表明，其他條件相同時，鈉鹽都是FeO42-優(yōu)良的穩(wěn)定劑 D． 圖丁表明，其他條件相同時，堿性條件下Fe3+能加快FeO42-的轉(zhuǎn)化 【答案】D 【解析】A、由圖象可知隨溫度的升高，F(xiàn)eO42-的轉(zhuǎn)化速率越快，A錯誤；B、圖象顯示，隨溶液堿性增強，F(xiàn)eO42-轉(zhuǎn)化速率減小，B錯誤；C、由圖象可知，并不是所有的鈉鹽對FeO42-具有穩(wěn)定作用，如Na3PO4能迅速使FeO42-轉(zhuǎn)化，C錯誤；D、隨Fe3+濃度的增大，F(xiàn)eO42-濃度迅速減小，D正確。 6．（2018屆江蘇省泰州中學(xué)高三第四次模擬）下列說法正確的是 A． CH3Cl(g)+Cl2(g) CH2Cl2(1)+HCl(g)能自發(fā)進行， 則該反應(yīng)的ΔH>0 B． 向氨水中不斷通入CO2,隨著CO2的增加, 不斷減小 C． 常溫下，pH為5的氯化銨溶液和pH為5的醋酸溶液中水的電離程度相同 D． 探究溫度對硫代硫酸鈉與硫酸反應(yīng)速率的影響時，若先將兩種溶液混合并計時，再用水浴加熱至設(shè)定溫度，則測得的反應(yīng)速率偏高 【答案】B 7．（2019屆江蘇省鹽城市田家炳中學(xué)高三上學(xué)期開學(xué)考試）“溫室效應(yīng)”是全球關(guān)注的環(huán)境問題之一。CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體。因此，控制和治理CO2是解決溫室效應(yīng)的有效途徑。 （1）下列措施中，有利于降低大氣中CO2濃度的有：_________。（填字母） a．減少化石燃料的使用 b．植樹造林，增大植被面積 c．采用節(jié)能技術(shù) d．利用太陽能、風(fēng)能 （2）將CO2轉(zhuǎn)化成有機物可有效實現(xiàn)碳循環(huán)。CO2轉(zhuǎn)化成有機物的例子很多，如： a．6CO2 + 6H2OC6H12O6 b．CO2 + 3H2CH3OH +H2O c．CO2 + CH4CH3COOH d．2CO2 + 6H2CH2==CH2 + 4H2O 以上反應(yīng)中，最節(jié)能的是_____________，原子利用率最高的是____________。 （3）文獻報道某課題組利用CO2催化氫化制甲烷的研究過程如下： 反應(yīng)結(jié)束后，氣體中檢測到CH4和H2，濾液中檢測到HCOOH，固體中檢測到鎳粉和Fe3O4。 CH4、HCOOH、H2的產(chǎn)量和鎳粉用量的關(guān)系如下圖所示（僅改變鎳粉用量，其他條件不變）： 研究人員根據(jù)實驗結(jié)果得出結(jié)論： HCOOH是CO2轉(zhuǎn)化為CH4的中間體，即：CO2HCOOHCH4 ①寫出產(chǎn)生H2的反應(yīng)方程式_______________________________________。 ②由圖可知，鎳粉是_______。（填字母） a．反應(yīng)Ⅰ的催化劑 b．反應(yīng)Ⅱ的催化劑 c．反應(yīng)ⅠⅡ的催化劑 d．不是催化劑 ③當(dāng)鎳粉用量從1mmol增加到10mmol，反應(yīng)速率的變化情況是__________。（填字母） a．反應(yīng)Ⅰ的速率增加，反應(yīng)Ⅱ的速率不變 b．反應(yīng)Ⅰ的速率不變，反應(yīng)Ⅱ的速率增加 c．反應(yīng)ⅠⅡ的速率均不變 d．反應(yīng)ⅠⅡ的速率均增加，且反應(yīng)Ⅰ的速率增加得快 e．反應(yīng)ⅠⅡ的速率均增加，且反應(yīng)Ⅱ的速率增加得快 f．反應(yīng)Ⅰ的速率減小，反應(yīng)Ⅱ的速率增加 【答案】abcdacce 8．（2018屆四川省宜賓市高高三第三次診斷考試）NOx是造成大氣污染的主要物質(zhì)，用還原法將其轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)，對于消除環(huán)境污染有重要意義。 （1） 已知：2C(s)+O2(g)2CO(g) △H1= -221.0 kJ/mol N2(g)+O2(g)2NO (g) △H2= +180.5 kJ/mol 2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H3= -746.0 kJ/mol 回答下列問題： ①用焦炭還原NO生成無污染氣體的熱化學(xué)方程式為_______。 ②在一定溫度下，向甲、乙、丙三個恒容密閉容器中加入一定量的NO和足量的焦炭，反應(yīng)過程中測得各容器中c(NO)（mol/L）隨時間（s）的變化如下表。 已知：三個容器的反應(yīng)溫度分別為T甲= 400℃、T乙= 400℃、T丙= a ℃ 時間 0 s 10 s 20 s 30 s 40 s 甲 2.00 1.50 1.10 0.80 0.80 乙 1.00 0.80 0.65 0.53 0.45 丙 2.00 1.45 1.00 1.00 1.00 甲容器中，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______。丙容器的反應(yīng)溫度a _______400℃（填“?”、“<”或“=”），理由是_______。 （2）用NH3催化還原NOx消除氮氧化物的污染。 已知：8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g) +12H2O(l) △H＜0。相同條件下，在2 L密閉容器內(nèi)，選用不同的催化劑進行反應(yīng)，產(chǎn)生N2的量隨時間變化如圖所示。 ①在催化劑A的作用下，0～4 min的v(NH3) = _______。 ②該反應(yīng)活化能Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)由大到小的順序是_______，理由是_______。 ③下列說法正確的是_______（填標(biāo)號）。 a．使用催化劑A達平衡時，△H值更大 b．升高溫度可使容器內(nèi)氣體顏色加深 c．單位時間內(nèi)形成N-H鍵與O-H鍵的數(shù)目相等時，說明反應(yīng)已經(jīng)達到平衡 d．若在恒容絕熱的密閉容器中反應(yīng)，當(dāng)平衡常數(shù)不變時，說明反應(yīng)已經(jīng)達到平衡 【答案】 2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g) △H=-573.75kJ/mol ? 甲、丙容器中反應(yīng)物起始量相同，丙容器達平衡的時間比甲容器達平衡的時間短 0.5mol/（Lmin） Ea(C) ? Ea(B) ? Ea(A) 相同時間內(nèi)生成的N2越多，反應(yīng)速率越快，活化能越低 b c d ②甲容器中，發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g)根據(jù)容器中c(NO)（mol/L）隨時間（s）的變化， 2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g) 起始濃度 2 0 0 轉(zhuǎn)化濃度 1.2 0.6 0.6 平衡濃度 0.8 0.6 0.6 故該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= = ，甲、丙容器中反應(yīng)物起始量相同，丙容器達平衡的時間比甲容器達平衡的時間短，故丙容器的反應(yīng)溫度a ? 400℃； （2）用NH3催化還原NOx消除氮氧化物的污染。 ①在催化劑A的作用下，0～4 min的v(NH3) ==0.5mol/（Lmin）； ②根據(jù)圖像，ABC催化劑催化效果A>B>C，相同時間內(nèi)生成的N2越多，反應(yīng)速率越快，活化能越低，故該反應(yīng)活化能Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)由大到小的順序是Ea(C) ? Ea(B) ? Ea(A)； 9．（2018屆河北省衡水市衡水中學(xué)高三第十六次模擬考試）Ⅰ．催化劑是化工技術(shù)的核心，絕大多數(shù)的化工生產(chǎn)需采用催化工藝。 （1）新的研究表明，可以將CO2轉(zhuǎn)化為炭黑進行回收利用，反應(yīng)原理如圖所示。 整個過程中Fe3O4的作用是________________________________。 （2）已知反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0。按n(N2)∶n(H2) = 1∶3向反應(yīng)容器中投料，在不同溫度下分別達平衡時，混合氣中NH3的質(zhì)量分數(shù)隨壓強變化的曲線如圖所示： ①下列說法正確的是__________。（填字母） a．曲線a、b、c對應(yīng)的溫度是由低到高 b．加入催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率和提高H2的轉(zhuǎn)化率 c．圖中Q、M、N點的平衡常數(shù)：K(N)＞K(Q)=K(M) ②M點對應(yīng)H2的轉(zhuǎn)化率是__________。 ③2007年化學(xué)家格哈德埃特爾在哈伯研究所證實了氫氣與氮氣在固體催化劑表面合成氨的反應(yīng)過程，示意圖如下： 、和分別表示N2、H2和NH3。e表示生成的NH3離開催化劑表面，b和c的含義分別是____________和______________。 （3）有機反應(yīng)中也常用到催化劑。某反應(yīng)原理可以用下圖表示，寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式 ______________。 Ⅱ．過二硫酸鉀(K2S2O8)在科研與工業(yè)上有重要用途。 (4)某廠采用濕法K2S2O8氧化脫硝和氨法脫硫工藝綜合處理燃煤鍋爐煙氣，提高了煙氣處理效率，處理液還可以用作城市植被綠化的肥料。一定條件下，NO去除率隨溫度變化的關(guān)系如圖所示。80℃時，若NO初始濃度為450 mgm-3，t min達到最大去除率，NO去除的平均反應(yīng)速率：v(NO)=__________molL-1Min-1（列代數(shù)式，不必計算結(jié)果） (5)過二硫酸鉀可通過“電解→轉(zhuǎn)化→提純”方法制得，電解裝置示意圖如圖所示。 常溫下，電解液中含硫微粒的主要存在形式與pH的關(guān)系如下圖所示。 在陽極放電的離子主要是HSO4，陽極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH范圍為___________，陽極的電極反應(yīng)式為_____________。 【答案】 中間產(chǎn)物 a 60% N2、H2被吸附在催化劑表面 在催化劑表面，N2、H2分子中化學(xué)鍵斷裂 + H2O2+ H2O (或或) 0~2 2HSO4--2e-=S2O42-+2H+ ②M點時，氨氣的轉(zhuǎn)化率是60%， n(N2)∶n(H2) = 1∶3，設(shè)n(N2)=1mol，n(H2)=3mol 氣體總質(zhì)量為34g 故平衡時n（NH3）=1.2mol N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 起始（mol） 1 3 0 轉(zhuǎn)化（mol） 0.6 1.8 1.2 平衡（mol） 0.4 1.2 1.2 H2的轉(zhuǎn)化率：100%=60%； ③根據(jù)圖示、和分別表示N2、H2和NH3。e表示生成的NH3離開催化劑表面，b和c的含義分別是 N2、H2被吸附在催化劑表面 、在催化劑表面，N2、H2分子中化學(xué)鍵斷裂； （3）由圖示可知：反應(yīng)物為和H2O2，生成物是和H2O ，故方程式為：+ H2O2+ H2O ； 10．（2018年貴州省普高等學(xué)校招生適應(yīng)性考試）銠基催化劑催化CO加氫合成甲醇(CH3OH)、乙醛(CH3CHO)、乙醇等碳的含氧化合物是近年來化學(xué)界比較活躍的研究課題之一。 （1）已知：（ⅰ）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol （ⅱ）2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-24.5kJ/mol （ⅲ）C2H5OH(g)CH3OCH3(g) △H3=+50.7kJ/mol 則由CO催化加氫制備乙醇氣體(另一產(chǎn)物為水蒸汽)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為________。 （2）直接甲醇燃料電池(DMFC)成本低、效率高，某研究所嘗試用DMFC電解處理含氰電鍍廢水。調(diào)節(jié)廢水pHl0~12.5，電解過程中，CNˉ先被氧化成CNOˉ(兩種離子中氮元素均為-3價)，再進一步氧化為碳酸鹽和N2。 ①請寫出CNOˉ被氧化的電極反應(yīng)式________。 ②欲處理1m3CNˉ含量為390mg/L的電鍍廢水，至少需準備________kg甲醇。 （3）在2.0L密閉容器中放入1 molCO與2molH2，在反應(yīng)溫度T1時進行如下反應(yīng)： CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，反應(yīng)時間(t)與容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量(n)的數(shù)據(jù)見下表： 時間t/min 0 1 2 3 4 5 6 總物質(zhì)的量n/mol 3.0 2.7 2.5 2.3 2.1 2.0 2.0 ①在0~5min時段，反應(yīng)速率v(CH3OH)為________；有利于提高上述反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的條件是________。 A．高溫高壓 B．低溫低壓 C．高溫低壓 D．低溫高壓 ②計算溫度T1時反應(yīng)的平衡常數(shù)K1________；T1時達平衡后，改變反應(yīng)溫度為T2，平衡常數(shù)增大，則T2________T1(填“大于”“小于”)，判斷理由是________。 【答案】 2CO(g)+4H2(g)C2H5OH(g)+H2O(g) △H=-255.4kJ/mol 2CNO-+8OH--6e-=2CO32- +N2↑+4H2O 0.4 0.05molL-lmin-1 D 1(L/mol)2 小于 平衡常數(shù)增大，說明反應(yīng)向正方向進行，反應(yīng)正方向放熱，故溫度降低 （2）①根據(jù)題意，電解過程中，廢水為堿性，CNOˉ（C是+4價、N是-3價）被氧化為碳酸鹽和N2，故其電極先寫：2CNO-- = 2CO32-+N2↑ C的化合價沒變，生成1mol N2，失去6mol電子，2CNO- -6e-= 2CO32- + N2↑，左邊缺氧，故左邊再加上OH-，右邊生成水，故其電極反應(yīng)為：2CNO-+8OH--6e-=2CO32- +N2↑+4H2O； ②1m3 CNˉ含量為390mg/L的電鍍廢水中，n（CNˉ）=15mol，處理15mol CNˉ，CNˉ先被氧化成CNOˉ，消耗30mol電子，根據(jù)①中電極反應(yīng)，該電解轉(zhuǎn)移45mol電子，共需要75mol電子，若用甲醇燃料電池做該電解池的電源，1mol甲醇提供6mol電子，故需要12..5mol甲醇，故至少需準備甲醇的質(zhì)量為 12.5400g=0.4kg； （3） CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol 起始（mol） 1 2 0 轉(zhuǎn)化（mol） x 2x x 5min（mol） 1-x 2-2x x 5min時： 1-x + 2-2x +x =2 x=0.5 反應(yīng)速率v(CH3OH)= = 0.05molL-lmin-1； 由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，高溫平衡逆向移動，高壓平衡正向移動，故要提高反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率，則平衡應(yīng)正向移動，故應(yīng)選條件為低溫高壓，故選D； ②溫度T1時反應(yīng)的平衡常數(shù)K1===1; T1時達平衡后，改變反應(yīng)溫度為T2，平衡常數(shù)增大，說明平衡正向移動，溫度應(yīng)該降低，故T2小于T1。 11．（2018屆河南省洛陽市高三下學(xué)期尖子生第二次聯(lián)考）二甲醚又稱甲醚，簡稱DME，熔點-141.5 ℃，沸點-24.9 ℃，與石油液化氣(LPG)相似，被譽為“21世紀的清潔燃料”。制備原理如下： Ⅰ.由天然氣催化制備二甲醚： ①2CH4(g)+O2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1 Ⅱ.由合成氣制備二甲醚： ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.7 kJmol-1 ③2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H3 回答下列問題： （1）若甲烷和二甲醚的燃燒熱分別是890.3 kJmol-1、1453.0 kJmol-1；1mol 液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水要吸收44.0kJ的熱量。反應(yīng)③中的相關(guān)的化學(xué)健鍵能數(shù)據(jù)如表： 化學(xué)鍵 H-H C-O H-O(水) H-O(醇) C-H E/(kJ ? mol-1) 436 343 465 453 413 則△H1=_________kJmol-1 △H3=_________ kJmol-1 （2）反應(yīng)③的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為______________。制備原理Ⅰ中，在恒溫、恒容的密閉容器中合成，將氣體按n(CH4)：n(O2)=2：1混合，能正確反映反應(yīng)①中CH4 的體積分數(shù)隨溫度變化的曲線是_________________。下列能表明反應(yīng)①達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_______________。 a.混合氣體的密度不變 b.反應(yīng)容器中二甲醚的百分含量不變 c.反應(yīng)物的反應(yīng)速率與生成物的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比 d.混合氣體的壓強不變 （3）有人模擬制備原理Ⅱ，在500 K時的2 L的密閉容器中充入2mol CO和6 molH2，8 min達到平衡，平衡使CO的轉(zhuǎn)化率為80%，c(CH3OCH3)=0.3 molL-1，用H2表示反應(yīng)②的速率是__________；可逆反應(yīng)③的平衡常數(shù)K3=_________。若在500K時，測得容器中n(CH3OH)=n(CH3OCH3)，此時反應(yīng)③v(正)___v(逆)，說明原因____________________。 【答案】 -283.6kJ?mol-1 -24kJmol-1 M bd 0.2mol/(L min) 2.25 > 濃度商Q===1< 2.25，反應(yīng)正向進行，v(正)> v(逆) （2）反應(yīng)③的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K= ，反應(yīng)①是放熱反應(yīng)，故溫度升高，平衡逆向移動，CH4 的體積分數(shù)隨溫度升高而升高，故能正確反映反應(yīng)①中CH4 的體積分數(shù)隨溫度變化的曲線是M；制備原理Ⅰ中，由于是在恒溫、恒容的密閉容器中合成，且反應(yīng)①各物質(zhì)均是氣態(tài)，a、混合氣體的密度一直不變，不能說明達到平衡狀態(tài)；b、當(dāng)反應(yīng)容器中二甲醚的百分含量不變時，該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故b正確；c、反應(yīng)物的反應(yīng)速率與生成物的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比在仍何時候都成立，故c錯誤；d、該裝置是恒容容器，混合氣體的壓強不變，說明氣體總物質(zhì)的量不變，且該反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不等，故d正確；故選bd； （3）Ⅱ.由合成氣制備二甲醚： ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 起始時（mol/L） 1 3 0 轉(zhuǎn)化（mol/L） 0.8 1.6 0.8 平衡時（mol/L） 0.2 1.4 0.8 ③2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) 起始時（mol/L） 0.8 0 0 轉(zhuǎn)化（mol/L） 0.6 0.3 0.3 平衡時（mol/L） 0.2 0.3 0.3 H2表示反應(yīng)②的速率是c（H2）==0.2mol/（Lmin）； 可逆反應(yīng)③的平衡常數(shù)K3===2.25； 若在500K時，測得容器中n(CH3OH)=n(CH3OCH3)，則說明c(CH3OH)=c(CH3OCH3)=c（H2），則此時Q===1< 2.25，故反應(yīng)正向進行，v(正)> v(逆)。 12．（2018屆河南省商丘市高三上學(xué)期期末考試）某化學(xué)實驗小組為確定過氧化氫分解的最佳催化條件，用如圖裝置進行實驗、反應(yīng)物用量和反應(yīng)停止的時間數(shù)據(jù)如下表: 請回答下列問題: (1)盛裝雙氧水的化學(xué)儀器名稱是__________。 (2)如何檢驗該套裝置的氣密性__________。 (3)相同濃度的過氧化氫，其分解速率隨著二氧化錳用量的增加而___________。 (4)從實驗效果和“綠色化學(xué)”的角度考慮，雙氧水的濃度相同時，加入_______g的二氧化錳為較佳選擇。 (5) 某同學(xué)分析上述數(shù)據(jù)后認為:“當(dāng)用相同質(zhì)量的二氧化錳時,雙氧水的濃度越大,所需要的時間就越長，其反應(yīng)速率越慢”的結(jié)論，你認為是否正確___________，理由是_________。(提示: H2O2的密度可認為近似相等)。 【答案】 分液漏斗 關(guān)閉分液漏斗活塞，將注射器的活栓向外拉出一段距離，若一段時間后活栓能夠恢復(fù)到原位置，則裝置的氣密性好 加快 0.3 不正確 H2O2的濃度擴大二倍(從1.5%→3.0%)，但反應(yīng)所需時間比其二倍小得多 13．（2018屆河南師范大學(xué)附屬中學(xué)高三3月月考）鐵的化合物有廣泛用途,如碳酸亞鐵(FeCO3)可作為補血劑,鐵紅(Fe2O3)可作為顏料。利用某硫酸廠產(chǎn)生的燒渣(主要含F(xiàn)e2O3、FeO,還有一定量的SiO2)制備FeCO3的流程如下: （1）“酸溶”時加快反應(yīng)速率的方法有______(寫出一種)。 （2）①“還原”時,FeS2與H2SO4不反應(yīng),Fe3+通過兩個反應(yīng)被還原,其中一個反應(yīng)如下: FeS2+14Fe3++8H2O15Fe2++2S+16H+，則另一個反應(yīng)的離子方程式為_________。 ②加入FeS2還原后,檢驗Fe3+是否反應(yīng)完全的方法是______________________。 （3）①“沉淀”時,需要控制溫度在35 ℃以下,其可能原因是___________________。 ②所得FeCO3需充分洗滌,檢驗沉淀已洗凈的方法是______________。 （4）FeCO3濁液長時間暴露在空氣中,會有部分固體表面變?yōu)榧t褐色,同時釋放出CO2,則與FeCO3反應(yīng)的物質(zhì)為_______(填化學(xué)式)。 （5）寫出在空氣中煅燒FeCO3制備高純氧化鐵的化學(xué)方程式:_________________。FeCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3時,也會生成FeO?，F(xiàn)煅燒23.2 kg的FeCO3,得到Fe2O3和FeO的混合物15.84 kg,則Fe2O3的質(zhì)量為____kg。 【答案】 加熱(或增加硫酸的濃度、將燒渣粉碎、攪拌等) FeS2+2Fe3+ = 3Fe2++2S↓ 取少量溶液,滴入幾滴KSCN溶液,若溶液變?yōu)檠t色,說明其中含有Fe3+,未反應(yīng)完全 防止碳酸銨分解,減小亞鐵離子的水解程度 取少許最后一次洗滌液于試管中,滴加稀鹽酸,無明顯現(xiàn)象,再滴加BaCl2溶液,若無白色沉淀生成,則表明沉淀已洗滌干凈,反之,則說明沒洗滌干凈 O2、H2O 4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 14.4 （3）①碳酸銨受熱易分解,，溫度升高亞鐵離子的水解程度會增大，所以，“沉淀”時,需要控制溫度在35 ℃以下,其可能原因是防止碳酸銨分解,減小亞鐵離子的水解程度。 ②FeCO3是從硫酸銨溶液中分離出來的，洗滌是否干凈可以通過檢驗硫酸根離子來證明，所以檢驗沉淀已洗凈的方法是：取少許最后一次洗滌液于試管中,滴加稀鹽酸,無明顯現(xiàn)象,再滴加BaCl2溶液,若無白色沉淀生成,則表明沉淀已洗滌干凈，反之，則說明沒洗滌干凈。 （4）FeCO3濁液長時間暴露在空氣中,會有部分固體表面變?yōu)榧t褐色,同時釋放出CO2，說明FeCO3可以被空氣中的氧氣氧化并發(fā)生水解生成氫氧化鐵和二氧化碳，所以與FeCO3反應(yīng)的物質(zhì)為O2、H2O。 （5）在空氣中煅燒FeCO3制備高純氧化鐵的化學(xué)方程式為4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。FeCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3時,也會生成FeO。現(xiàn)煅燒23.2 kg的FeCO3,得到Fe2O3和FeO的混合物15.84 kg，設(shè)其中Fe2O3的質(zhì)量為x，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后鐵元素質(zhì)量不變可得：100%x＋100%(15.84 kg－x)＝ 100%23.2 kg，解之得x＝14.4 kg。 14．（2018屆寧夏銀川市第二中學(xué)高三三模考試）某化學(xué)小組同學(xué)用下列裝置和試劑進行實驗，探究O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的條件。 供選試劑：30% H2O2溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、MnO2固體、KMnO4固體。 （1）小組同學(xué)設(shè)計甲、乙、丙三組實驗，記錄如下： 操作 現(xiàn)象 甲 向I的錐形瓶中加入______，向I的______中加入30% H2O2溶液，連接I、Ⅲ，打開活塞 I中產(chǎn)生無色氣體并伴隨大量白霧；Ⅲ中有氣泡冒出，溶液迅速變藍 乙 向Ⅱ中加入KMnO4固體，連接Ⅱ、Ⅲ，點燃酒精燈 Ⅲ中有氣泡冒出，溶液不變藍 丙 向Ⅱ中加入KMnO4固體，Ⅲ中加入適量0.1mol/L H2SO4溶液，連接Ⅱ、Ⅲ，點燃酒精燈 Ⅲ中有氣泡冒出，溶液變藍 （2）丙實驗中O2與KI溶液反應(yīng)的離子方程式是__________________________。 （3）對比乙、丙實驗可知，O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的適宜條件是___________。為進一步探究該條件對反應(yīng)速率的影響，可采取的實驗措施是________________________。 （4）由甲、乙、丙三實驗推測，甲實驗可能是I中的白霧使溶液變藍。學(xué)生將I中產(chǎn)生的氣體直接通入下列________溶液（填序號），證明了白霧中含有H2O2。 A．酸性KMnO4 B．FeCl2 C．氫硫酸 D．品紅 （5）資料顯示：KI溶液在空氣中久置過程中會被緩慢氧化：4KI +O2 +2H2O=2I2 + 4KOH。該小組同學(xué)取20 mL久置的KI溶液，向其中加入幾滴淀粉溶液，結(jié)果沒有觀察到溶液顏色變藍，他們猜想可能是發(fā)生了反應(yīng)（寫離子方程式）_____________________造成的，請設(shè)計實驗證明他們的猜想是否正確。 _________________________________________。 【答案】 MnO2固體 分液漏斗 O2+4I-+4H+=2I2+2H2O 酸性環(huán)境 使用不同濃度的稀硫酸作對比實驗 AD 3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O 在上述未變藍的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液，觀察現(xiàn)象，若溶液變藍則猜想正確，否則錯誤 【解析】試題分析：由題中信息可知，可利用裝置Ⅰ、30% H2O2溶液、MnO2固體制備O2，或者選用裝置Ⅱ和KMnO4固體制備O2，然后利用裝置Ⅲ和0.1mol/L H2SO4溶液探究O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的條件。 （1）小組同學(xué)設(shè)計甲、乙、丙三組實驗，記錄如下： 操作 現(xiàn)象 甲 向I的錐形瓶中加入MnO2固體，向I的分液漏斗中加入30% H2O2溶液，連接I、Ⅲ，打開活塞 I中產(chǎn)生無色氣體并伴隨大量白霧；Ⅲ中有氣泡冒出，溶液迅速變藍 乙 向Ⅱ中加入KMnO4固體，連接Ⅱ、Ⅲ，點燃酒精燈 Ⅲ中有氣泡冒出，溶液不變藍 丙 向Ⅱ中加入KMnO4固體，Ⅲ中加入適量0.1mol/L H2SO4溶液，連接Ⅱ、Ⅲ，點燃酒精燈 Ⅲ中有氣泡冒出，溶液變藍 （2）丙實驗中，根據(jù)實驗現(xiàn)象可知，在酸性條件下，O2與KI溶液反應(yīng)生成了碘，其離子方程式是O2+4I-+4H+=2I2+2H2O。 （3）對比乙、丙實驗可知，乙實驗中沒有使用0.1mol/L H2SO4溶液、沒有碘生成，故O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的適宜條件是酸性環(huán)境。為進一步探究溶液的酸性強弱對反應(yīng)速率的影響，可采取的實驗措施是：使用不同濃度的稀硫酸作對比實驗。 （5）資料顯示：KI溶液在空氣中久置會被緩慢氧化：4KI +O2 +2H2O=2I2 + 4KOH。該小組同學(xué)取20 mL久置的KI溶液，向其中加入幾滴淀粉溶液，結(jié)果沒有觀察到溶液顏色變藍，說明I2可能與KOH發(fā)生了歧化反應(yīng)，其離子方程式為3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O。要證明這個猜想是否正確，可以利用I-和IO3-可以發(fā)生歸中反應(yīng)生成I2，設(shè)計實驗方案檢驗I2，實驗方案是：在上述未變藍的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液，觀察現(xiàn)象，若溶液變藍則猜想正確，否則錯誤。 15．（2018屆湖北省宜昌市高三4月調(diào)研考試）工業(yè)上制備 BaCl22H2O 有如下兩種途徑。 途徑 1：以重晶石（主要成分 BaSO4）為原料，流程如下： （1）寫出“高溫焙燒”時反應(yīng)的化學(xué)方程式： _____________________________________。 （2）“高溫焙燒” 時必須加入過量的炭，同時還要通入空氣，其目的是____________。 途徑 2：以毒重石(主要成分 BaCO3，含 Ca2+、 Mg2+、 Fe3+等雜質(zhì))為原料，流程如下： 已知： Ksp(BaC2O4)＝1.610－7， Ksp(CaC2O4)＝2.310－9 Ca2+ Mg2+ Fe3+ 開始沉淀時的 pH 11.9 9.1 1.9 完全沉淀時的 pH 13.9 11.1 3.7 （3）為提高礦石的浸取率，可采取的措施是_________。 （4）加入 NH3H2O 調(diào)節(jié) pH=8 可除去____ （填離子符號），濾渣Ⅱ中含_________（填化學(xué)式）。加入 H2C2O4時應(yīng)避免過量，原因是_________。 （5）重量法測定產(chǎn)品純度的步驟為： 準確稱取 m g BaCl22H2O 試樣，加入 100 mL 水， 用 3 mL 2 molL－1 的 HCl 溶液加熱溶解。邊攪拌，邊逐滴加入 0.1 molL－1 H2SO4 溶液。待 BaSO4 完全沉降后，過濾，用0.01 molL－1 的稀H2SO4洗滌沉淀 3~4 次，直至洗滌液中不含 Cl－為止。將沉淀置于坩堝中經(jīng)烘干灼燒至恒重，稱量為 n g。則BaCl22H2O的質(zhì)量分數(shù)為_________。 【答案】 BaSO4＋4C4CO↑＋BaS 使 BaSO4得到充分的還原（或提高BaS的產(chǎn)量），反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，炭和氧氣反應(yīng)放熱維持反應(yīng)所需高溫 將礦石粉碎，攪拌，適當(dāng)升高溫度等 Fe3+ Mg(OH)2、Ca(OH)2 H2C2O4 過量會導(dǎo)致生成 BaC2O4沉淀，產(chǎn)品的產(chǎn)量減少 【解析】途徑 1：根據(jù)流程圖，BaSO4和碳經(jīng)過高溫焙燒后生成CO和BaS，BaS和鹽酸生成BaCl2。 （1）“高溫焙燒”時反應(yīng)的化學(xué)方程式：BaSO4＋4C4CO↑＋BaS ； （2）“高溫焙燒” 時必須加入過量的炭，使BaSO4得到充分的還原，同時還要通入空氣，可以與CO反應(yīng)，使得平衡向右移動，提高BaS的產(chǎn)量，同時，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，炭和氧氣反應(yīng)放熱維持反應(yīng)所需高溫； 途徑 2：以毒重石(主要成分 BaCO3，含 Ca2+、 Mg2+、 Fe3+等雜質(zhì))為原料，觀察流程圖，礦石的浸取得到的濾液是氯化鋇、Ca2+、 Mg2+、 Fe3+等的溶液，第一步調(diào)節(jié)pH沉淀掉Fe3+，第二步調(diào)節(jié)pH沉淀掉Mg2+，第三步加入草酸溶液沉淀掉Ca2+，最后得到BaCl22H2O。 16．（2018屆四川省遂寧市高三三診考試）對煉鋅廠的銅鎘廢渣中各元素進行分離，能減少環(huán)境污染，同時制得食品鋅強化劑的原料ZnSO47H2O實現(xiàn)資源的再利用。其流程圖如下。 [相關(guān)資料] ①銅鎘廢渣中含有銅、鋅、鎘、鐵、砷等元素，其含量依次減少。 ②FeAsO4難溶于水；ZnSO47H2O易溶于水，難溶于酒精。 ③Zn(OH)2屬于兩性氫氧化物。 ④濾液I中有Fe2＋、Zn2＋、Cu2＋、Cd2＋和少量的AsO。 ⑤有關(guān)離子沉淀完全的pH 金屬離子 Fe3＋ Zn2＋ Mn2＋ Cu2＋ Cd2＋ 沉淀完全pH 3.2 8.0 9.8 6.4 9.4 請回答下列問題： （1）提高銅鎘廢渣浸出率可以采用的方法是（寫出其中一點即可）____； （2）向濾液I中逐滴滴人酸性KMnO4溶液可與AsO發(fā)生反應(yīng)生成FeAsO4，寫出該反應(yīng)的離子方程式____；加入酸性KMnO4溶液不能過量，判斷該滴定終點的現(xiàn)象是____；濾渣Ⅱ中除了FeAsO4外，還有____； （3）制得的ZnSO47H2O需洗滌，洗滌晶體時應(yīng)選用試劑為____； （4）上述流程除了實現(xiàn)對這些元素進行提取分離能減少環(huán)境污染，同時制得ZnSO47H2O實現(xiàn)資源的再利用，還可以得到副產(chǎn)物___ （5）回收所得的Cd可用于制造鎳鎘堿性二次電池，電池的工作時，正極NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2，則充電時電池的正極反應(yīng)式為____； （6）若a克銅鎘廢渣含有b molFe元素，加入了c mol KMnO4,則銅鎘廢渣中As元素的質(zhì)量分數(shù)為____。（不考慮鎘元素與KMnO4的反應(yīng)） 【答案】 適當(dāng)增大硫酸濃度 或 升高溶液溫度 或 攪拌 或 將銅鎘渣研磨成小顆粒 等合理答案均可以 5Fe2+ + 5AsO+ 3MnO+14H+ = 3Mn2+ + 5FeAsO4↓ + 7H2O 溶液恰好變?yōu)闇\紫紅色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)為原色 Fe(OH)3 乙醇 或 飽和硫酸鋅溶液 K2SO4 Ni(OH)2 – e—+ OH— = NiO(OH) + H2O 75(5c－b)/2a （2）酸性KMnO4溶液可與AsO發(fā)生反應(yīng)生成FeAsO4，KMnO4將Fe2＋氧化成Fe3＋，將AsO氧化成AsO43-，根據(jù)化合價升價相等，該反應(yīng)的離子方程式為：5Fe2+ + 5AsO+ 3MnO+14H+ = 3Mn2+ + 5FeAsO4↓ + 7H2O，加入酸性KMnO4溶液不能過量，判斷該滴定終點的現(xiàn)象是溶液恰好變?yōu)闇\紫紅色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)為原色，濾渣Ⅱ中除了FeAsO4外，還有Fe(OH)3； （3）制得的ZnSO47H2O需洗滌，洗去殘留的其它離子，但不能用水洗，ZnSO47H2O易溶于水，難溶于酒精，所以用酒精洗滌或飽和的硫酸鋅溶液； （4）上述流程最后一步向K2ZnO2溶液中加硫酸同時制得ZnSO47H2O，還可以得到副產(chǎn)物K2SO4； （5）回收所得的Cd可用于制造鎳鎘堿性二次電池，電池的工作時，正極NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2，則充電時電池的正極反應(yīng)為Ni(OH)2失電子轉(zhuǎn)化為NiO(OH) ，故電極反應(yīng)為：Ni(OH)2 – e—+ OH— = NiO(OH) + H2O； （6）KMnO4發(fā)生了兩個反應(yīng)： 5Fe2+ + 5As+ 3Mn+14H+ = 3Mn2+ + 5FeAsO4↓ 5 5 3 x mol x mol 0.6 x mol MnO4- + 5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O 5 0.2（b-x）mol （b-x）mol x+0.2（b-x）=c x= 所以n（As）= m（As）= 故As元素的質(zhì)量分數(shù)為：。