高中化學(xué)反應(yīng)原理大題匯總.doc

化學(xué)反應(yīng)原理大題講解：1（15分）TiO2在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有重要用途。I、工業(yè)上用鈦礦石（FeTiO3，含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì)）經(jīng)過(guò)下述反應(yīng)制得：其中，步驟發(fā)生的反應(yīng)為：2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O。（1）凈化鈦礦石時(shí)，是否需要除去雜質(zhì)FeO？答：_（填“需要”或“不需要”）（2）凈化鈦礦石時(shí)，需用濃氫氧化鈉溶液來(lái)處理，寫(xiě)出該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。答： 。II、TiO2可通過(guò)下述兩種方法制備金屬鈦：方法一是電解TiO2來(lái)獲得Ti（同時(shí)產(chǎn)生O2）：將處理過(guò)的TiO2作陰極，石墨為陽(yáng)極，熔融CaCl2為電解液，用碳?jí)K作電解槽池。（3）陰極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_(kāi)。（4）電解過(guò)程中需定期向電解槽池中加入碳?jí)K的原因是_。方法二是先將TiO2與Cl2、C反應(yīng)得到TiCl4，再用鎂還原得到Ti。因下述反應(yīng)難于發(fā)生：TiO2 (s) +2Cl2 (g) TiCl4(l) + O2 (g) H = +151 kJmol-1所以不能直接由 TiO2 和 Cl2 反應(yīng)（即氯化反應(yīng)）來(lái)制取TiCl4。當(dāng)往氯化反應(yīng)體系中加入碳后，碳與上述反應(yīng)發(fā)生耦合，使得反應(yīng)在高溫條件下能順利進(jìn)行。（5）已知：C(s) + O2 (g) = CO2 (g) H = - 394 kJmol-1。請(qǐng)?zhí)羁眨篢iO2 (s) + C (s) +2Cl2 (g) = TiCl4 (l) + CO2 (g) H = _（6）從化學(xué)平衡的角度解釋?zhuān)和然磻?yīng)體系中加入碳時(shí)，氯化反應(yīng)能順利進(jìn)行的原因。答：_。2使用石油熱裂解的副產(chǎn)物CH4來(lái)制取CO和H2，其生產(chǎn)流程如下圖：（1）此流程的第I步反應(yīng)為：CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)，一定條件下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖a。則P1_P2。（填“”或“”） 100時(shí)，將1 mol CH4和2 mol H2O通入容積為100L的恒容密閉容器中，達(dá)到平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為0.5。此時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K_。（2）此流程的第II步反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：溫度/400500830平衡常數(shù)K1091從上表可以推斷：該反應(yīng)是 反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”），若在500時(shí)進(jìn)行，設(shè)起始時(shí)CO和H2O的起始濃度均為0.020mol/L，在該條件下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為 。下圖表示該反應(yīng)在t1時(shí)刻達(dá)到平衡、在t2時(shí)刻因改變某個(gè)條件引起濃度變化的情況：圖中t2時(shí)刻發(fā)生改變的條件是 （寫(xiě)出一種）。（3）工業(yè)上常利用反應(yīng)產(chǎn)生的CO和H2合成可再生能源甲醇。已知CO(g)、CH3OH(l)的燃燒熱分別為283.0 kJmol-1和726.5 kJmol-1，則CH3OH(l)不完全燃燒生成CO(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式為 。合成甲醇的方程式為：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H ”、“1 D反應(yīng)中應(yīng)經(jīng)常添加Fe2（SO4）3攪拌反應(yīng)結(jié)束后，將溶液進(jìn)行 、冷卻、過(guò)濾、洗滌即得FeSO47H2O晶體。（2）工業(yè)上用含有少量Cu、Al的廢鐵屑制備Fe2（SO4）3 其反應(yīng)及操作流程如下：加入NaHCO3并攪拌，將混合液pH調(diào)控至 范圍內(nèi)，使雜質(zhì)沉淀過(guò)濾除去。沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Cu(OH)2開(kāi)始沉淀2.37.53.44.7完全沉淀3.29.74.46.7反應(yīng)中反應(yīng)的離子方程式是： 。生產(chǎn)中，將反應(yīng)產(chǎn)生的NO配比一種氣體X，混合后重新通入反應(yīng)中，該設(shè)計(jì)的目的是 ，氣體X與NO配比的比例是 。（3）用Fe2（SO4）3處理含S2-污水時(shí)，有黑色沉淀及淡黃色懸浮物產(chǎn)生，其反應(yīng)的離子方程式是 。9.（16分）工業(yè)上需要利用一批回收的含銅廢料制造膽礬（CuSO45H2O）。該廢料中各種成份含量如下：Cu和CuO約占87%，其它為Mg、Al、Fe、Si及其氧化物，還有少量的難溶物質(zhì)。工藝流程為：將含銅廢料研成粉末加過(guò)量熱堿溶液，過(guò)濾濾渣用水洗至pH=7加稍過(guò)量稀硫酸，加熱條件下通空氣攪拌至固體基本溶解 分離得到膽礬晶體再將濾液用硫酸調(diào)節(jié)pH=23調(diào)節(jié)pH=5.2沉降1小時(shí)之后過(guò)濾再加H2O2于80保溫半小時(shí)部分金屬陽(yáng)離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH如下表：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Cu(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)2pH5.23.16.79.49.7回答：（1）步驟中為什么要將含銅廢料研磨成粉狀？ 。（2）步驟中的離子方程式（寫(xiě)出2個(gè)即可）： 、 。步驟中H2O2參加反應(yīng)的離子方程式： 。（3）步驟中調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)適宜的物質(zhì)是 （填序號(hào)）；ANaOH B氨水 CCu2(OH)2CO3 DCu(OH)2 EMgCO3步驟中濾渣成份的化學(xué)式 。（4）步驟中用硫酸調(diào)節(jié)pH23的原因是 。步驟的分離方法是 10（14分）工業(yè)上用硫碘開(kāi)路循環(huán)聯(lián)產(chǎn)氫氣和硫酸的工藝流程如下圖所示：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。（2）在膜反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)：2HI(g)H2(g)I2(g) H0。若在一定條件密閉容器中加入1 mol HI(g)，n(H2)隨時(shí)間(t)的變化關(guān)系如下圖所示： 該溫度下，反應(yīng)平衡常數(shù)K_，若升高溫度，K值將_（填“增大”、“減小”或“不變”）。 用化學(xué)平衡原理解釋使用膜反應(yīng)器及時(shí)分離出H2的目的是_。（3）電滲析裝置如下圖所示： 結(jié)合電極反應(yīng)式解釋陰極區(qū)HIx轉(zhuǎn)化為HI的原理是_。 該裝置中發(fā)生的總反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。（4）上述工藝流程中循環(huán)利用的物質(zhì)是_。11. CoCl26H2O在飼料、醫(yī)藥工業(yè)上有廣泛的用途。下列是以含鈷廢料（含少量Fe、Al等雜質(zhì)）為原料制取CoCl26H2O的一種新工藝流程：已知：鈷與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Co2HCl=CoCl2H2CoCl26H2O熔點(diǎn)86，易溶于水；常溫下穩(wěn)定無(wú)毒，加熱至110120時(shí)，失去結(jié)晶水變成有毒的無(wú)水氯化鈷。部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3開(kāi)始沉淀2.77.57.63.8完全沉淀3.29.79.25.2請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至a，a的范圍是 。(2)操作包含3個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作，它們是 、 和過(guò)濾。(3)制得的CoCl26H2O需減壓烘干的原因是： 。(4)為測(cè)定產(chǎn)品中CoCl26H2O含量，某同學(xué)將一定量的樣品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，過(guò)濾，并將沉淀烘干后稱(chēng)量其質(zhì)量。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中CoCl26H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100，其原因可能是： 。(5)在實(shí)驗(yàn)室中，為了從上述產(chǎn)品中獲得更純凈的CoCl26H2O，方法是： 。(6)在上述新工藝中，用“鹽酸”代替原工藝中“鹽酸與硝酸的混酸”直接溶解含鈷廢料，其主要優(yōu)點(diǎn)為： 。原工藝較新工藝也有優(yōu)點(diǎn)，其主要優(yōu)點(diǎn)是 。12（13分）某種碳酸錳礦的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3等。已知碳酸錳難溶于水。一種運(yùn)用陰離子膜電解法的新技術(shù)可用于從碳酸錳礦中提取金屬錳，流程如下：陰離子膜法電解裝置如右圖所示：（1）寫(xiě)出用稀硫酸溶解碳酸錳反應(yīng)的離子方程式 。（2）已知不同金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的pH如下表：離子Fe3+Al3+Fe2+Mn2+Mg2+開(kāi)始沉淀的pH2.73.77.07.89.3沉淀完全的pH3.74.79.69.810.8加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH等于6，則濾渣的成分是 ，濾液中含有的陽(yáng)離子有H+和 。（3）在浸出液里錳元素只以Mn2+的形式存在，且濾渣中也無(wú)MnO2，請(qǐng)解釋原因 。（4）電解裝置中箭頭表示溶液中陰離子移動(dòng)的方向，則A電極是直流電源的 極。實(shí)際生產(chǎn)中，陽(yáng)極以稀硫酸為電解液，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為 。（5）該工藝之所以采用陰離子交換膜，是為了防止Mn2+進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)發(fā)生副反應(yīng)生成MnO2造成資源浪費(fèi)，寫(xiě)出該副反應(yīng)的電極反應(yīng)式 。14.(14分)一定濃度NaHCO3溶液與CuSO4溶液中反應(yīng)后生成了藍(lán)綠色顆粒狀沉淀。就沉淀成分提出了如下三種假設(shè)：假設(shè)一：沉淀是CuCO3；假設(shè)二：沉淀是Cu(OH)2假設(shè)三：沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物(1)寫(xiě)出假設(shè)二，沉淀是Cu(OH)2生成的理由 （用離子方程式表示）；為了探究沉淀的成分，取出了一部分沉淀，滴加稀鹽酸，有氣體放出。憑此現(xiàn)象，判斷沉淀中含有 ；為了進(jìn)一步探究沉淀的成份，進(jìn)而確定假設(shè)中何種假設(shè)成立，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，裝置圖如下：研究沉淀物組成前，須將沉淀從溶液中分離并凈化。具體操作依次為 、洗滌、干燥；裝置E中藥品的名稱(chēng)是 作用為 ；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有以下操作步驟：a打開(kāi)K1、K3，關(guān)閉K2、K4，通入過(guò)量空氣。此步驟的作用是 b關(guān)閉K1、K3，打開(kāi)K2、K4，充分反應(yīng) c再通入過(guò)量空氣時(shí)，活塞處于打開(kāi)的 關(guān)閉的 。若沉淀樣品的質(zhì)量為m g，裝置D的質(zhì)量增加了n g；若沉淀樣品為純凈物，m、 n之間的關(guān)系為 若假設(shè)三成立，則Cu(OH)2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ；若不進(jìn)行步驟C，則會(huì)使測(cè)得結(jié)果 （填“偏高”“無(wú)影響”“偏低”）15海水中主要含有等離子。合理利用海水資源和保護(hù)環(huán)境是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。 火力發(fā)電燃煤排放的會(huì)造成一系列環(huán)境和生態(tài)問(wèn)題。利用海水脫硫是一種有效的方法，其工藝流程如下圖所示： (1)天然海水的pH8，呈弱堿性。用離子方程式解釋原因_。 (2)天然海水吸收了含硫煙氣后，要用進(jìn)行氧化處理，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。氧化后的“海水”需要用大量的天然海水與之混合后才能排放，該操作的主要目的是_。重金屬離子對(duì)河流及海洋造成嚴(yán)重污染。某化工廠廢水(pH=2.0，1gmL-1)中含有等重金屬離子，其濃度各約為0.01molL-1。排放前擬用沉淀法除去這兩種離子，查找有關(guān)數(shù)據(jù)如下：難溶電解質(zhì)8.310-175.610-86.310-507.110-91.210-153.410-28(3)你認(rèn)為往廢水中投入_ (填字母序號(hào))，沉淀效果最好。A B C D (4)如果用生石灰處理上述廢水，使溶液的pH=8.0，處理后的廢水中=_。 (5)如果用食鹽處理其只含的廢水，測(cè)得處理后廢水中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.117。若環(huán)境要求排放標(biāo)準(zhǔn)為低于1.0l0-8molL-1，問(wèn)該工廠處理后的廢水中=_，是否符合排放標(biāo)準(zhǔn)_ (填“是”或“否”)。已知=1.8l0-10。16（16分）鈦合金是航天航空工業(yè)的重要材料。由鈦鐵礦（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制備TiO2等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下：已知：TiO2易水解，只能存在于強(qiáng)酸性溶液中TiCl4的熔點(diǎn)25.0，沸點(diǎn)136.4；SiCl4的熔點(diǎn)68.8，沸點(diǎn)57.6回答下列問(wèn)題：（1）寫(xiě)出鈦鐵礦酸浸時(shí)，主要成分TiO2反應(yīng)的離子方程式 加入鐵屑的作用是 。（2）操作包含的具體操作方法有 。（3）向“富含TiO2溶液”中加入Na2CO3粉末得到固體TiO2n H2O，請(qǐng)用恰當(dāng)?shù)脑砗突瘜W(xué)用語(yǔ)解釋其原因 ，廢液中溶質(zhì)的主要成分是 （填化學(xué)式）。焦炭 氯氣沸騰氯化爐900COTiO2四氯化鈦(液)海綿鈦Na550，Ar（4）用金紅石（主要含TiO2）為原料，采用亨特(Hunter)法生產(chǎn)鈦的流程如下：寫(xiě)出沸騰氯化爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 ，制得的TiCl4液體中常含有少量SiCl4雜質(zhì) ，可采用 方法除去。（5）TiO2直接電解法生產(chǎn)金屬鈦是一種較先進(jìn)的方法，電解質(zhì)為某種可以傳導(dǎo)O2-離子的熔融鹽，原理如右圖所示，則其陰極電極反應(yīng)為： ，電解過(guò)程中陽(yáng)極電極上會(huì)有氣體生成，該氣體可能含有 。2.參考答案（1） 2.25104（2）放熱 75% 降低溫度，或增加水蒸汽的量，或減少氫氣的量。（3）CH3OH (l) + O2(g) = CO(g) + 2H2O(l) H=443.5 kJmol-1 Z 投料比越高，對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度越高 33.3%3（11分）I（1）90%，144，a（1分）（2）cdII（1）CO+H2-4e-+2CO32- =3CO2+H2O（2）0.1mol4.（共15分）（1） SO2OHHSO3 H2(g)Cl2(g)2HCl(g) DH-184.6 kJmol-1 NaCl溶液 （2） 2Fe3+SO22H2O2Fe2+SO42-4H+ 丁達(dá)爾效應(yīng) 加入鐵粉時(shí)發(fā)生反應(yīng)2Fe3+Fe3Fe2+，c(Fe3+)減小，使反應(yīng)b逆向移動(dòng) 由于化學(xué)反應(yīng)速率：ba，化學(xué)反應(yīng)限度：ab，所以產(chǎn)生上述現(xiàn)象 5（14分）（1）+2（2）FeOCr2O3（3）粉碎礦石、升高溫度（4） 少量不能除盡Na2CO3等雜質(zhì)，過(guò)量會(huì)生成Na2Cr3O10等副產(chǎn)物。 Na2Cr2O7和Na2SO4（5）2H+2e-=H2，Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O 6. （13分）SiO2、Cu（各1分）Fe2+ （2分） 2Fe3+ + Cu = Cu2+ + 2Fe2+（2分）（1） 3.2pH4.0 5.2pH5.4（各1分）（2） Cu2+ +2e = Cu 2Cl- 2e = Cl2（各1分）（3） b （2分）5ClO+ 2Fe2+ + 5H2O = 2Fe(OH)3 + Cl+ 4HClO（1分） （或 2Fe2+ +7ClO+ 2H+ 5H2O = 2Fe(OH)3 + Cl+ 6HClO）7.（14分）（1）凝聚（2） 10 2Fe(NO3)3 + 3NaClO + 10NaOH = 2Na2FeO4 + 3NaCl + 6NaNO3 + 5H2O2K+ + FeO= K2FeO4 （3） K2FeO4的穩(wěn)定性隨溫度的升高而減弱 由4FeO+ 10H2O 4Fe(OH)3（膠體）+ 8OH- + 3O2可知：c(H+)增大使平衡正向移動(dòng)，所以平衡時(shí)c(FeO)越小，溶液的pH越小 8（14分）（1） Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 B、C - A、C - 過(guò)濾 -（2） 6.77.5 - 3Fe2+ + NO3- + 4H+ = 3Fe3+ + NO+ 2H2O - （2分） 節(jié)約Fe(NO3)3 、防止NO污染 - 3 : 4 -（3）2Fe3+ + 3S2- =2 FeS+ S 9. （16分）（1）增大固體反應(yīng)物的表面積，增大化學(xué)反應(yīng)的速率。（2分）（2） 2Al2OH2H2O2AlO23H2； Si2NaOHH2ONa2SiO32H2；Al2O32OH2AlO2H2O； SiO22NaOHNa2SiO3H2O 。（每寫(xiě)出其中1個(gè)給2分，共4分，沒(méi)氣體符號(hào)扣1分，未配平0分）2Fe2 H2O2 2H 2Fe3 2H2O （2分）（3）C、D （2分） Fe(OH)3 （1分）（4）加熱蒸發(fā)濃縮時(shí)會(huì)導(dǎo)致Cu2發(fā)生水解生成Cu(OH)2，用硫酸調(diào)節(jié)pH23是為了抑制Cu2的水解，也不會(huì)引入雜質(zhì)。 （2分） 蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾。 （3分）10（14分，每空2分）（1）SO2 + x I2 + 2H2O = H2SO4 + 2HIX（2）1/64 增大 及時(shí)分離出H2，使平衡正向移動(dòng)，提高HI的分解率。電解（3）在陰極區(qū)發(fā)生反應(yīng)：Ix +（x-1）e = xI，且陽(yáng)極區(qū)的H+通過(guò)交換膜進(jìn)入陰極區(qū)，得以生成HI溶液。 2HIx=（x-1）I2 + 2HI1211. 5.27.6 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解生成有毒的無(wú)水氯化鈷。樣品中含有NaCl雜質(zhì)；烘干時(shí)失去了部分結(jié)晶水