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1、高考化学化学反应与能量的推断题综合复习含答案一、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。ZnFe2O4 中 Fe 的化合价是 _。工业上利用反应 ZnFe2 2 4 322 4222 4(C O )6H O ZnFe O 2CO 4CO 6H O 制备 ZnFe O 。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
2、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 ZnFe O能溶于酸，则酸浸后溶液中存在的金24属离子有 _ 。(3)净化 中 H2O2 参与反应的离子方程式为_；试剂 X 的作用是 _。【答案】 34 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 、 Cu2H2O2 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+
3、=Zn2+H2O、 FeO+2H+=Fe2+H2O、+2+22+2 23+2CuO+2H =Cu +H O，向溶液中加入双氧水，发生反应2Fe +2H +H O =2Fe+2H O，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) ZnFe O 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 Fe24的化合价；工业上利用反应ZnFe22 4 322 42224(C O )
4、?6H OZnFe O +2CO +4CO +6HO 制备ZnFe O 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 F
5、e3+水解生成氢氧化铁沉淀除去。【详解】(1) ZnFe2O4 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+x2+(-2) 4=0，x=+3；工业上利用反应ZnFe2(C2 O4)3?6H2 OZnFe2 O4+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
6、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)净化中 H O 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22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 六氟磷酸
7、锂 (LiPF6)极易溶于水，可溶于醇等有机溶剂，常作锂离子电池的电解质。某工氟磷灰石 Ca5 (PO4)3F为主要原料，制备六氟磷酸锂的流程如下：已知： HF 的熔点为 -83 ，沸点为 19.5回答下列问题：(1)粉碎氟磷灰石的目的是_(2)特制容器不能用玻璃容器，原因是_( 用文字叙述)(3)沸腾炉中产生固液混合物，该混合物中含有CaSO4 和 _(除硫酸外)(4)制备白磷 (P4)中产生 SiF4 和一种还原性气体，制备白磷的化学方程式为_(5)尾气中 PCl5 用足量的烧碱溶液吸收生成两种盐，写出发生反应的离子方程式：_(6)如果 42.5kgLiCl 参与反应，理论上可制备 _kg
8、LiPF6【答案】增大接触面积，加快反应速率HF能与玻璃或陶瓷仪器中的二氧化硅反应H3PO44Ca5(PO4)3F+21SiO2+30C20CuSiO3+3P4+SiF4 +30CO PCl5+8OH-=PO43-+5Cl-2152+4H O【解析】【分析】氟磷灰石粉碎后，加入浓硫酸加热的条件下发生Ca5 4 32444，PO F+5H SO =HF +3HPO +5CaSO气体 A 为 HF，液化后， HF 能与二氧化硅反应，不能在玻璃仪器中反应，需在特制容器中与 LiCl 反应；氟磷灰石与焦炭、石英砂在1500 发生4Ca (PO ) F+21SiO+30C20CuSiO +3P +SiF
9、 +30CO，白磷与氯气点燃的条件下生成54 32344三氯化磷与五氯化磷的混合物，再与LiCl 反应生成 LiPF6 和 HCl。【详解】(1)粉碎氟磷灰石，导致固体颗粒小，接触面积增大，其目的为增大接触面积，加快反应速率；(2)生成的气体为HF，HF 能与玻璃或陶瓷仪器中的二氧化硅反应，故需在特制容器反应；(3)根据反应的方程式，混合物中含有CaSO 和 H PO ；434(4) 制备白磷 (P )中产生 SiF和一种还原性气体CO，反应的方程式为444Ca5(PO4)3F+21SiO2+30C20CuSiO3+3P4+SiF4 +30CO；(5)尾气中 PCl5 用足量的烧碱溶液吸收生成
10、磷酸钠和氯化钠，离子方程式为PCl5+8OH-=PO43-+5Cl-+4H2 O；(6)LiCl+6HF+PCl5=LiPF6+6HCl， 42.5kgLiCl 的物质的量为1000mol ，理论生成 1000molLiPF6，质量为 152kg。3 某同学设计一个燃料电池(如图所示 )，目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理。根据要求回答相关问题：（1）甲装置中，通入氢气的电极为_(填“正极”或“负极”)，该极电极反应式为_；若将 KOH溶液换成硫酸溶液，则正极电极反应式为_ 。（ 2）关于乙装置，下列说法正确的是 _(填序号 )；溶液中 Na 向 C 极移动从C 极处逸出的气体能使湿润的K
11、I 淀粉试纸变蓝反应一段时间后通入适量HCl 可恢复到电解前电解质的浓度若标准状况下Fe 极产生2.24L 气体，则溶液中转移0.2mol电子该装置中发生的总反应的离子方程式为_。（3）乙装置中，X 为阳离子交换膜，反应一段时间后交换膜左侧溶液中pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)；若用饱和MgCl2 溶液代替饱和氯化钠溶液，则该装置中发生的总反应_(填“改变”或“不变”)。（4）如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将_(填“增大”“减小”或“不变”)，精铜电极上的电极反应式为_ 。电解【答案】负极H2-22-+2O-2O2OH-2e +2OH =2H OO +
12、4e +4H =2H2Cl+2H22 增大改变减小2+-+H +ClCu +2e=Cu【解析】【分析】甲池为原电池，氧气发生还原反应，通入氧气的一极为正极，氢气发生还原反应，通入氢气的一极为负极；乙池中 Fe 电极与负极相连为阴极，石墨电极为阳极；丙池中精铜为阴极，粗铜为阳极。【详解】(1)氢氧燃料电池中氢气发生还原反应，所以通入氢气的一极为负极，电解质溶液为KOH溶液，所以电极方程式为H2-2e-+2OH-=2H2O；正极为通入氧气的一极，若电解质为硫酸，氧气得电子后会生成水，电极方程式为：O2+4e-+4H+=2H2O；(2) C 极为阳极，电解池中阳离子流向阴极，故错误；电解饱和食盐水时
13、阳极上氯离子放电生成氯气，氯气可以使湿润的KI 淀粉试纸变蓝，故正确；电解饱和食盐水阳极生成氯气，阴极生成氢气，所以反应一段时间后通入适量HCl 可恢复到电解前电解质的浓度，故正确；电子不能在溶液中转移，故错误；综上所述答案为；乙装置中右侧阳极反应为：2Cl-2e-=Cl2，左侧阴极反应为水电离的氢离子放电：2H+2e-电解=H2，总反应为2Cl-+2H2O2OH-+H2 +Cl2；(3)乙装置中右侧阳极反应为：2Cl-2e-=Cl2，左侧阴极反应为水电离的氢离子放电：2H+2e-=H2，水的电离平衡被破坏，电离出更多的氢氧根，X 为阳离子交换膜，所以生成的 OH-无法迁移到阳极，所以左侧溶液
14、中pH 增大；由于Mg2+会与 OH-反应生成沉淀，所以总反应发生改变；(4)丙池中阴极即精铜上发生反应： Cu2+2e-=Cu，而阳极即粗铜上由于由比铜活泼的金属杂质放电，所以转移相同电子数目时，阳极不能生成与阴极消耗的等量的铜离子，所以硫酸铜溶液浓度减小。【点睛】第 2 题第 4 个选项为易错点，学生要注意审题，电子并不能在溶液中进行专业，不要盲目计算，4 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=2KSO3+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
15、工作一段时间后负极区溶液的pH_（填 “升高 ”“不变 ”或 “降低 ”）。【答案】 O2H2S+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-=SO3 2-+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，
16、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-。5 在 A、 B 两个恒容密闭容器中发生反应： 2NO22反应过程中2的物质的量随? 2NO +ONO时间变化的状况如图所示：(1)若 A 容器的体积为5 L，反应经 6 min 达到平衡状态，则06 min 内以 O2 浓度变化表示的反应速率为 _。(2)该反应化学平衡常数K=_(写出表达式 )。(
17、3)说明该反应已达到平衡状态的是_。Av 正 (NO2 )=v 逆(NO)B c(NO2 )=c(NO)C 气体的平均摩尔质量不变D 气体的密度保持不变(4)若 A、 B 两容器中只是温度不同，则TA_TB (填 “ 或”“ AC【答案】 Fe 2H=Fe H2 负极=Fe正极2H 2e【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】+2+2；(1)铁与硫酸反应的离子方程式为：Fe+2H =Fe +H(2)Fe 比 Sn 活泼，则 B 中 Fe 为负极， Sn 为正极，负极发生Fe2e = 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，。11 I.某温度时，在 0.5L 密闭容器中，某一可逆反应的 A、 B 气体物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析可得：（1）该反应的化学方程式为 _。