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精修版高考化學(xué)21題等值模擬【第20題】及答案

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1、精品文檔?高考化學(xué) 第二十題 圖像、表格綜合應(yīng)用題 1. (2013·江蘇,19)檸檬酸亞鐵(FeC6H6O7)是一種易吸收的高效鐵制劑,可由綠礬(FeSO4·7H2O)通過下列反應(yīng)制備: FeSO4+Na2CO3===FeCO3↓+Na2SO4 FeCO3+C6H8O7===FeC6H6O7+CO2↑+H2O 下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為 1.0 mol·L-1計算)。 金屬離子 開始沉淀的pH 沉淀完全的pH Fe3+ 1.1 3.2 Al3+ 3.0 5.0 Fe2+ 5.8 8.8 (1)制備FeCO

2、3時,選用的加料方式是________(填字母),原因是________________。 a.將FeSO4溶液與Na2CO3溶液同時加入到反應(yīng)容器中 b.將FeSO4溶液緩慢加入到盛有Na2CO3溶液的反應(yīng)容器中 c.將Na2CO3溶液緩慢加入到盛有FeSO4溶液的反應(yīng)容器中 (2)生成的FeCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌,檢驗洗滌是否完全的方法是___________________。 (3)將制得的FeCO3加入到足量檸檬酸溶液中,再加入少量鐵粉,80 ℃下攪拌反應(yīng)。①鐵粉的作用是__________________________。②反應(yīng)結(jié)束后,無需過濾,除去過量鐵粉的方法是____

3、____________________________________________________________。 (4)最后溶液經(jīng)濃縮、加入適量無水乙醇、靜置、過濾、洗滌、干燥,獲得檸檬酸亞鐵晶體。分離過程中加入無水乙醇的目的是________________________。 (5)某研究性學(xué)習(xí)小組欲從硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3)出發(fā),先制備綠礬,再合成檸檬酸亞鐵。請結(jié)合右圖的綠礬溶解度曲線,補充完整由硫鐵礦燒渣制備FeSO4·7H2O晶體的實驗步驟(可選用的試劑:鐵粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量燒渣中加入足量的稀硫酸充分反應(yīng),______

4、__,得到FeSO4溶液,________,得到FeSO4·7H2O晶體。 答案 (1)c 避免生成Fe(OH)2沉淀 (2)取最后一次的洗滌濾液1~2 mL于試管中,向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,則表明已洗滌干凈 (3)①防止+2價的鐵元素被氧化?、诩尤脒m量檸檬酸讓鐵粉反應(yīng)完全 (4)降低檸檬酸亞鐵在水中的溶解量,有利于晶體析出 (5)方法一:過濾,向反應(yīng)液中加入足量的鐵粉,充分?jǐn)嚢韬螅渭覰aOH溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH約為5,過濾; 方法二:過濾,向濾液中滴加過量的NaOH溶液,過濾,充分洗滌固體,向固體中加入足量稀硫酸至固體完全溶解,再加入足量的鐵粉,

5、充分?jǐn)嚢韬螅^濾 (滴加稀硫酸酸化,)加熱濃縮得到60 ℃飽和溶液,冷卻至0 ℃結(jié)晶,過濾,少量冰水洗滌,低溫干燥 解析 (1)由表格中的數(shù)據(jù)可知Fe2+在pH=5.8時開始沉淀,pH=8.8時沉淀完全,因此在制備過程中要避免Fe2+生成Fe(OH)2沉淀,由于FeSO4溶液顯酸性,Na2CO3溶液顯堿性,所以將Na2CO3溶液加入FeSO4溶液中。(2)FeCO3沉淀中含有的可溶性雜質(zhì)為Na2SO4,是否洗滌完全主要檢驗洗滌液中是否含有SO。(3)鐵粉的作用是防止Fe2+被氧化。由于檸檬酸能與鐵粉反應(yīng),除鐵只需加入適量檸檬酸。(4)分離過程中加入無水乙醇是為了降低檸檬酸亞鐵在水中的溶解量

6、,有利于檸檬酸亞鐵晶體的析出。(5)由于Fe2O3中含有SiO2、Al2O3雜質(zhì),酸溶后SiO2不溶,可過濾除去。溶液中主要有Fe3+及雜質(zhì)Al3+,要除去雜質(zhì)Al3+,一是使Al3+生成Al(OH)3沉淀除去,由表中信息可知Al3+完全沉淀的pH=5.0,此時Fe3+完全沉淀,因此先加鐵粉將Fe3+還原為Fe2+,再調(diào)節(jié)pH=5.0,除去Al3+。二是使Fe3+生成沉淀,過濾得固體再溶解得Fe2(SO4)3,再加鐵粉還原。由FeSO4溶液制得FeSO4·7H2O晶體,采用冷卻結(jié)晶的方法,先制取飽和溶液再降溫結(jié)晶。由溶解度曲線可知,溫度高于60 ℃時綠礬的溶解度下降,因此需配成60 ℃的飽和溶

7、液再降溫至0 ℃,過濾,由于綠礬的溶解度隨溫度的升高而增大,故用冰水洗。 2. (2013·上海,六)鎳具有優(yōu)良的物理和化學(xué)特性,是許多領(lǐng)域尤其是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要原料。羰基法提純粗鎳涉及的兩步反應(yīng)依次為 (Ⅰ)Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH=-Q(Q>0) (Ⅱ)Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g) 完成下列填空: (1)在溫度不變的情況下,要提高反應(yīng)(Ⅰ)中Ni(CO)4的產(chǎn)率,可采取的措施有________、________。 (2)已知在一定條件下的2 L密閉容器中制備Ni(CO)4,粗鎳(純度98.5%,所含雜質(zhì)不與CO反應(yīng))剩余質(zhì)量和反應(yīng)時間的

8、關(guān)系如下圖所示。Ni(CO)4在0~10 min的平均反應(yīng)速率為________。 (3)若反應(yīng)Ⅱ達(dá)到平衡后,保持其他條件不變,降低溫度,重新達(dá)到平衡時________。 a.平衡常數(shù)K增大 b.CO的濃度減小 c.Ni的質(zhì)量減小 d.v逆[Ni(CO)4]增大 (4)簡述羰基法提純粗鎳的操作過程:________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)及時移走Ni(CO)4 加壓 (2

9、)0.05 mol·L-1·min-1 (3)bc (4)先將粗鎳與CO在50 ℃的條件下反應(yīng)生成羰基鎳,然后將羰基鎳轉(zhuǎn)移到另一容器中,升溫到230 ℃,熱解得到純鎳。 解析 第(1)題,反應(yīng)Ⅰ是正向氣體體積縮小的放熱反應(yīng),因此,根據(jù)平衡移動原理在溫度不變的情況下可采取及時移走Ni(CO)4、加壓的方法提高產(chǎn)率;第(2)題,根據(jù)題意,反應(yīng)的Ni為1 mol,則生成的Ni(CO)4為1 mol,反應(yīng)速率為1 mol/(2 L×10 min)=0.05 mol·L-1·min-1;第(3)題,反應(yīng)Ⅱ是正向氣體體積增大的吸熱反應(yīng),則降低溫度平衡逆向移動,平衡常數(shù)K、CO的濃度、Ni的質(zhì)量、v逆

10、[Ni(CO)4]均減小;第(4)題,根據(jù)反應(yīng)(1)(2)的特點可提純粗鎳。 3. 甲醇(CH3OH)是一種重要的化工原料,合成甲醇的主要反應(yīng)為CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示: (1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH________ 0(填“<”、“=”或“>”)。 (2)一定條件下,上述反應(yīng)在一密閉容器中達(dá)到平衡。該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式為________;結(jié)合該表達(dá)式分析,在保證H2濃度不變的情況下,增大容器的壓強,平衡 _______________________________________________

11、____________________(填字母)。 A.向正反應(yīng)方向移動 B.向逆反應(yīng)方向移動 C.不移動 (3)如圖表示該反應(yīng)在某一時間段中反應(yīng)速率與反應(yīng)過程的關(guān)系(t2、t4、t5時刻改變的條件都只有一個,且各不相同)。各階段對應(yīng)的平衡常數(shù)如表所示: t1~t2 t3~t4 t4~t5 t6~t7 K1 K2 K3 K4 請判斷各平衡常數(shù)之間的大小關(guān)系:________(用“>”、“<”或“=”連接)。 (4)原料氣的加工過程中常?;煊幸欢康腃O2,為了研究不同溫度下CO2對該反應(yīng)的影響,以CO2、CO和H2的混合氣體為原料在一定條件下進行實驗,結(jié)果表明

12、,原料氣各組分含量不同時,反應(yīng)生成甲醇和副產(chǎn)物甲烷的碳轉(zhuǎn)化率都是不相同的。實驗數(shù)據(jù)見 下表: 由上表數(shù)據(jù)可得出多個結(jié)論: 結(jié)論一:在一定條件下,反應(yīng)溫度越高,生成甲醇的碳轉(zhuǎn)化率________。 結(jié)論二:________________________________________________________________。 答案 (1)< (2)K=c(CH3OH)/[c(CO)·c2(H2)] C (3)K1>K2=K3=K4 (4)越高 原料氣中含少量CO2有利于提高生成甲醇的碳轉(zhuǎn)化率,CO2含量過高生成甲醇的碳轉(zhuǎn)化率又降低 4. (1)已知:蒸發(fā)1 mol

13、 Br2(l)需要吸收的能量為 30 kJ,其他相關(guān)數(shù)據(jù)如下表: 物質(zhì) H2(g) Br2(g) HBr(g) 1 mol分子中化學(xué)鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ 436 200 369 H2(g)+Br2(l)===2HBr(g) ΔH=________。 (2)常溫下,將pH均為2的氫溴酸、醋酸稀釋100倍后,有一種酸的pH=4。請寫出氫溴酸在水溶液中電離的方程式:____________________________________________。 (3)常溫下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液分別滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1

14、 HBr溶液和20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 CH3COOH溶液,得到2條滴定曲線,如圖所示: ①根據(jù)圖1和圖2判斷,滴定HBr溶液的曲線是________(填“圖1”或“圖2”); ②a=________ mL; ③c(Na+)=c(CH3COO-)的點是________點; ④E點對應(yīng)溶液中離子濃度由大到小的順序為__________。 答案 (1)-72 kJ·mol-1 (2)HBr===H++Br- (3)①圖1 ②20.00?、跠 ④c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) 解析 (1)根據(jù)斷鍵時吸收能量,成鍵時放出能量,

15、H2(g)+Br2(l)===2HBr(g) ΔH=(436+200+30-2×369)=-72 kJ·mol-1。 (2)常溫下,將pH均為2的氫溴酸、醋酸稀釋100倍后,有一種酸的pH=4,說明HBr為強酸,則有HBr===H++Br-。 (3)①氫溴酸是強酸,醋酸是弱酸,用NaOH溶液滴定等物質(zhì)的量的氫溴酸與醋酸時,當(dāng)溶液pH=7時,醋酸消耗的氫氧化鈉的量少,則圖1為滴定HBr溶液的曲線; ②0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 HBr溶液,pH=7時即恰好反應(yīng)完全,說明消耗氫氧化鈉溶液的體積為20.00 mL;③根據(jù)電荷

16、守恒c(Na+)=c(CH3COO-)的點是D點;④E點時醋酸與氫氧化鈉恰好完全反應(yīng)得醋酸鈉溶液,則 c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。 5. 鐵及其化合物在生活中應(yīng)用廣泛。 (1)一定條件下鐵可以和CO2發(fā)生反應(yīng):Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)與溫度(T)的關(guān)系如圖甲所示。一定溫度下,向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體,反應(yīng)過程中CO2氣體和CO氣體的濃度與時間的關(guān)系如圖乙所示: ①8分鐘內(nèi),CO的平均反應(yīng)速率v(CO)=________ mol·L-1·s-1。 ②下列措施中能使平衡

17、時c(CO)/c(CO2)增大的是______(填序號)。 A.升高溫度 B.增大壓強 C.充入一定量CO D.再加入一些鐵粉 (2)氯化鐵是常見的水處理劑,無水FeCl3的熔點為555 K、沸點為588 K。 ①取0.5 mL飽和三氯化鐵溶液滴入50 mL沸水中,再煮沸片刻得__________(填狀態(tài))液體,該過程可用離子方程式表示為________________________________________。 ②已知不同溫度下六水合氯化鐵在水中的溶解度如下: 溫度/℃ 0 10 20 30 50 80 100 溶解度(g/100 g H2O) 74.

18、4 81.9 91.8 106.8 315.1 525.8 535.7 從FeCl3溶液中獲得FeCl3·6H2O的方法是____________________________________。 ③溫度超過673 K時,存在相對分子質(zhì)量為325的鐵的氯化物,該物質(zhì)的分子式為________。 答案 (1)①0.002或?、贏 (2)①紅褐色透明 Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+?、诩尤肷倭葵}酸加熱濃縮,再冷卻結(jié)晶 ③Fe2Cl6 解析 (1)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的表達(dá)公式,可求反應(yīng)速率,但要注意單位。從圖甲可知該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),使平衡時c(CO)/c(CO2)增大,即使平衡向正反應(yīng)方向移動,故選A。 (2)將飽和氯化鐵溶液滴入沸水中可制得氫氧化鐵膠體。從溶解度隨溫度變化的情況可知采用加熱濃縮、冷卻結(jié)晶的方法制取,但加熱時Fe3+會水解,需加入鹽酸。溫度超過300 ℃時,六水合氯化鐵已經(jīng)失去了結(jié)晶水,且Mr(FeCl3)=162.5,325恰好為162.5的2倍,故其分子式為Fe2Cl6。

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