高考化学备考之化学反应原理压轴突破训练培优 易错 难题篇含答案Word下载.docx
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③如图乙所示，实验时以收集到40mL气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，实验中需要测量的数据是时间，收集相同体积的气体，所需要的时间越少，反应速率越快。
【点睛】
本题通过保持其他外界条件一致而改变一个条件来探究温度、催化剂对反应速率的影响，综合性较强。
2．碳酸镁晶须是一种新型的吸波隐形材料中的增强材料。
（1）合成该物质的步骤如下：
步骤1：
配制0.5mol·
L-1MgSO4溶液和0.5mol·
L-1NH4HCO3溶液。
步骤2：
用量筒量取500mLNH4HCO3溶液于1000mL三颈烧瓶中，开启搅拌器。
温度控制在50℃。
步骤3：
将250mLMgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中，1min内滴加完后，用氨水调节溶液pH到9.5。
步骤4：
放置1h后，过滤，洗涤。
步骤5：
在40℃的真空干燥箱中干燥10h，得碳酸镁晶须产品（MgCO3·
nH2On=1～5）。
①步骤2控制温度在50℃，较好的加热方法是_________。
②步骤3生成MgCO3·
nH2O沉淀的化学方程式为__________。
③步骤4检验沉淀是否洗涤干净的方法是__________。
（2）测定生成的MgCO3·
nH2O中的n值。
称量1.000碳酸镁晶须，放入如图所示的广口瓶中加入适量水，并滴入稀硫酸与晶须反应，生成的CO2被NaOH溶液吸收，在室温下反应4～5h，反应后期将温度升到30℃，最后将烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定，测得CO2的总量；
重复上述操作2次。
①图中气球的作用是_________。
②上述反应后期要升温到30℃，主要目的是______。
③测得每7.8000g碳酸镁晶须产生标准状况下CO2为1.12L，则n值为_______。
（3）碳酸镁晶须可由菱镁矿获得，为测定某菱镁矿（主要成分是碳酸镁，含少量碳酸亚铁、二氧化硅）中铁的含量，在实验室分别称取12.5g菱镁矿样品溶于过量的稀硫酸并完全转移到锥形瓶中，加入指示剂，用0.010mol/LH2O2溶液进行滴定。
平行测定四组。
消耗H2O2溶液的体积数据如表所示。
实验编号
1
2
3
4
消耗H2O2溶液体积/mL
15.00
15.02
15.62
14.98
①H2O2溶液应装在_________（填“酸式”或“碱式”）滴定管中。
②根据表中数据，可计算出菱镁矿中铁元素的质量分数为_________%（保留小数点后两位）。
【答案】水浴加热MgSO4+NH4HCO3+NH3▪H2O+（n-1）H2O
MgCO3·
nH2O↓+（NH4）2SO4取最后一次洗涤液少许于试管中，加入稀盐酸，无明显现象，然后加入BaCl2溶液，若无白色沉淀，则沉淀已经洗涤干净缓冲压强（或平衡压强），还可以起到封闭体系的作用使广口瓶中溶解的CO2充分逸出，并被NaOH溶液充分吸收4酸式0.13
本实验题分为合成碳酸镁晶须、测定MgCO3·
nH2O中n值、测定菱镁矿中铁的含量三部分。
合成碳酸镁晶须是利用MgSO4溶液和NH4HCO3溶液、氨水反应生成。
测定MgCO3·
nH2O中n值，采用的是加稀硫酸，和MgCO3·
nH2O反应，测定产生的CO2的体积，可以通过计算确定MgCO3·
nH2O中n值。
测定菱镁矿中铁的含量的原理是将菱镁矿中的铁转化为Fe2+，用H2O2溶液滴定，根据消耗的H2O2的物质的量以及电子守恒即可计算出菱镁矿中铁的含量。
（1）①步骤2控制温度在50℃，当温度不超过100℃时，较好的加热方法是水浴加热。
水浴加热既可均匀加热，又可以很好地控制温度。
②MgSO4溶液和NH4HCO3溶液、氨水反应生成MgCO3·
nH2O沉淀的同时还得到（NH4）2SO4，化学方程式为：
MgSO4+NH4HCO3+NH3▪H2O+（n-1）H2O
nH2O↓+（NH4）2SO4。
③步骤4检验沉淀是否洗涤干净，可以检验洗涤液中的SO42-，方法是取最后一次洗涤液少许于试管中，加入稀盐酸，无明显现象，然后加入BaCl2溶液，若无白色沉淀，则沉淀已经洗涤干净。
（2）①图中气球可以缓冲压强（或平衡压强），还可以起到封闭体系的作用。
②上述反应后期要升温到30℃，主要目的是使广口瓶中溶解的CO2充分逸出，并被NaOH溶液充分吸收。
③标准状况下1.12LCO2的物质的量为0.05mol，根据碳守恒，有
=0.05mol，解得n=4。
（3）①H2O2溶液有强氧化性和弱酸性，应装在酸式滴定管中。
②四次实验数据，第3次和其他三次数据偏离较大，舍去，计算出三次实验消耗H2O2溶液体积的平均值为15.00mL。
n（H2O2）=0.015L×
0.010mol/L=1.5×
10-4mol，在H2O2和Fe2+的反应中，H2O2做氧化剂，-1价氧的化合价降低到-2价，Fe2+中铁的化合价升高到+3价，根据电子守恒，n（Fe2+）=2（H2O2）=3×
10-4mol，则m（Fe）=3×
10-4mol×
56g/mol=0.0168g，实验菱镁矿中铁元素的质量分数为
×
100%=0.13%。
当控制温度在100℃以下时，可以采取水浴加热的方法。
检验沉淀是否洗涤干净时需要选择合适的检测离子，选择检测的离子一定是滤液中的离子，并且容易通过化学方法检测。
检验沉淀是否洗涤干净的操作需要同学记住。
3．火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水。
当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。
已知：
0.4mol液态肼与足量的液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256.652kJ的热量。
（1）该反应的热化学方程式为_________________________________。
（2）分别取40mL的0.50mol/L盐酸与0.55mol/L氢氧化钠溶液进行中和反应。
通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。
A的仪器名称为____________________。
（3）如图所示，泡沫塑料板上面有两个小孔，两个小孔不能开得过大，其原因是__________；
反应需要测量温度，每次测量温度后都必须采取的操作是_______________。
（4）某学生实验记录数据如下：
实验序号
起始温度T1℃
终止温度T2℃
盐酸
氢氧化钠
混合溶液
20.0
20.1
23.2
20.2
20.4
23.4
20.5
20.6
23.6
已知盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g/cm3，又知中和后生成溶液的比热容c＝4.18J/（g·
℃），依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝________；
（5）假定该学生的操作完全同上，实验中改用100mL0.5mol/L盐酸跟100mL0.55mol/L氢氧化钠溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量_____（填“相等”或“不相等”），所求中和热_______（填“相等”或“不相等”）。
【答案】N2H4（l）＋2H2O2（l）=N2（g）＋4H2O（g）ΔH＝－641.63kJ·
mol－1环形玻璃搅拌棒减少热量损失用水冲洗干净温度计，并擦干温度计－51.8kJ/mol不相等相等
（1）0.4mol液态肼与足量的液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256.652kJ的热量，1mol液态肼放出的热量，
=641.63kJ该反应的热化学方程式为N2H4（l）＋2H2O2（l）=N2（g）＋4H2O（g）ΔH＝－641.63kJ·
mol－1。
故答案为：
N2H4（l）＋2H2O2（l）=N2（g）＋4H2O（g）ΔH＝－641.63kJ·
mol－1；
（2）根据图示可知，A的仪器名称为环形玻璃搅拌棒，故答案为：
环形玻璃搅拌棒；
（3）为泡沫塑料板，上面有两个小孔，分别插入温度计和环形玻璃搅拌棒，若两个小孔开得过大，会导致散失较多的热量，影响测定结果；
中和反应是放热反应，温度计上的酸与NaOH溶液反应放热，使温度计读数升高，温度差偏低，但使测得的中和热偏高，所以每次测量后用水将温度计上的液体冲掉，并擦干温度计；
减少热量散失；
用水将温度计上的液体冲掉，并擦干温度计；
（4）第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.05℃，反应后温度为：
23.2℃，反应前后温度差为：
3.15℃；
第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.3℃，反应前后温度差为：
3.1℃；
第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.55℃，反应前后温度差为：
3.05℃；
40mL的0.50mol·
L－1盐酸与40mL的0.55mol·
L－1氢氧化钠溶液的质量和为m=80mL×
1g·
cm－3=80g，c=4.18J/（g·
℃），代入公式Q=cm△T得生成0.05mol的水放出热量Q=4.18J/（g·
℃）×
80g×
℃=1.036kJ，即生成0.02mol的水放出热量为：
1.036kJ，所以生成1mol的水放出热量为：
1.036kJ×
=-51.8kJ·
mol－1，即该实验测得的中和热△H=-51.8kJ·
-51.8kJ·
（5）反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，若用100mL0.50mol·
L－1盐酸跟100mL0.55mol·
L－1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增加，所放出的热量偏高，即放出热量不相等；
由于中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热，与酸碱的用量无关，所以用100mL0.50mol·
L－1NaOH溶液进行上述实验，测得中和热数值相等，故答案为：
不相等；
相等。
本题考查热化学方程式的书写方法和计算应用，注意焓变计算和物质聚集状态的标注，学习中要准确把握，另外注意中和热的计算，特别是注意先求温度的平均差值，再求中和热，试题培养了学生的分析能力及综合应用能力。
4．用H2O2、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”实验（短时间内产生大量泡沫），某同学依据文献资料对该实验进行探究。
（1）资料1：
KI在该反应中的作用：
H2O2＋I－＝H2O＋IO－；
H2O2＋IO－＝H2O＋O2↑＋I－。
总反应的化学方程式是________________。
（2）资料2：
H2O2分解反应过程中能量变化如图所示，其中①有KI加入，②无KI加入。
下列判断正确的是___________（填字母）。
a.加入KI后改变了反应的路径
b.加入KI后改变了总反应的能量变化
c.H2O2＋I－＝H2O＋IO－是放热反应
（3）实验中发现，H2O2与KI溶液混合后，产生大量气泡，溶液颜色变黄。
再加入CCl4，振荡、静置，气泡明显减少。
资料3：
I2也可催化H2O2的分解反应。
①加CCl4并振荡、静置后还可观察到___________，说明有I2生成。
②气泡明显减少的原因可能是：
i.H2O2浓度降低；
ii.________。
以下对照实验说明i不是主要原因：
向H2O2溶液中加入KI溶液，待溶液变黄后，分成两等份于A、B两试管中。
A试管加入CCl4，B试管不加CCl4，分别振荡、静置。
观察到的现象是_____________。
（4）资料4：
I－（aq）＋I2（aq）
I3－（aq）K＝640。
为了探究体系中含碘微粒的存在形式，进行实验：
向20mL一定浓度的H2O2溶液中加入10mL0.10mol·
L－1KI溶液，达平衡后，相关微粒浓度如下：
微粒
I－
I2
I3－
浓度/（mol·
L－1）
2.5×
10－3
a
4.0×
①a＝__________。
②该平衡体系中除了含有I－，I2，I3－外，一定还含有其他含碘微粒，理由是________________。
【答案】2H2O2
2H2O＋O2↑a下层溶液呈紫红色在水溶液中I2的浓度降低A试管中产生气泡明显变少；
B试管中产生气泡速率没有明显减小
2c（I2）＋c（I－）＋3c（I3－）＜0.033mol·
L－1
（1）H2O2＋I－＝H2O＋IO－,H2O2＋IO－＝H2O＋O2↑＋I－,把两式加和，即可得到总反应的化学方程式。
（2）a.加入KI后，一步反应分为两步进行，也就是改变了反应的路径，a正确；
b.加入KI后，反应物和生成物的能量都没有改变，b不正确；
c.由图中可知，H2O2＋I－＝H2O＋IO－是吸热反应，c不正确。
（3）①加CCl4并振荡、静置后还可观察到下层溶液呈紫红色，说明有I2生成。
ii.在水溶液中I2的浓度降低。
观察到的现象是H2O2溶液的浓度相同，但产生气泡的速率差异很大。
（4）①
，由此可求出a。
②该平衡体系中除了含有I－，I2，I3－外，一定还含有其他含碘微粒，理由是原来溶液中c（I-）=
，求出I－，I2，I3－中所含I的浓度和，二者比较便可得到结论。
（1）H2O2＋I－＝H2O＋IO－,H2O2＋IO－＝H2O＋O2↑＋I－,把两式加和，即可得到总反应的化学方程式为2H2O2
2H2O＋O2↑。
答案为：
2H2O2
2H2O＋O2↑；
c.由图中可知，H2O2＋I－＝H2O＋IO－的反应物总能量小于生成物总能量，所以该反应是吸热反应，c不正确。
a；
下层溶液呈紫红色；
在水溶液中I2的浓度降低；
A试管中产生气泡明显变少，B试管中产生气泡速率没有明显减小；
，由此可求出a=2.5×
10-3mol/L。
10-3；
②该平衡体系中除了含有I－，I2，I3－外，一定还含有其他含碘微粒，理由是原来溶液中，c（I-）=
；
现在溶液中，I－，I2，I3－中所含I的浓度和为2c（I2）＋c（I－）＋3c（I3－）=2×
10-3+2.5×
10-3+3×
10-3=0.0195<
0.033，I不守恒，说明产物中还有含碘微粒。
2c（I2）＋c（I－）＋3c（I3－）<
0.033mol·
L－1。
在做探究实验前，要进行可能情况预测。
向H2O2溶液中加入KI溶液，待溶液变黄，则表明生成了I2，加入CCl4且液体分层后，发现气泡逸出的速率明显变慢，CCl4与H2O2不反应，是什么原因导致生成O2的速率减慢？
是c（H2O2）减小，还是c（I2）减小所致？
于是我们自然想到设计对比实验进行验证。
5．亚氯酸钠（NaClO2）是一种高效氧化剂、漂白剂。
NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·
3H2O，高于38℃时析出晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
利用下图所示装置制备亚氯酸钠。
完成下列填空：
（1）装置②中产生ClO2的化学方程式为___________。
装置③的作用是_____________。
（2）从装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤为：
①减压，55℃蒸发结晶；
②__________；
③_______；
④低于60℃干燥，得到成品。
（3）准确称取所得亚氯酸钠样品10g于烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应（ClO2－+4I－+4H+→2H2O+2I2+Cl－）。
将所得混合液配成250mL待测溶液。
配制待测液需用到的定量玻璃仪器是____________；
（4）取25.00mL待测液，用2.0mol/LNa2S2O3标准液滴定（I2+2S2O32－→2I－+S4O62－），以淀粉溶液做指示剂，达到滴定终点时的现象为__________。
重复滴定2次，测得Na2S2O3溶液平均值为20.00mL。
该样品中NaClO2的质量分数为_____________。
（5）通过分析说明装置①在本实验中的作用_______________________________。
【答案】2NaClO3+Na2SO3+H2SO4→2ClO2+2Na2SO4+H2O防止倒吸趁热过滤用38－60℃的温水洗涤250mL容量瓶溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色90.5%当关闭K2时，打开K1，可以吸收反应产生的气体。
（1）根据反应物NaClO3、Na2SO3、H2SO4，生成物为ClO2和2Na2SO4，配平方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2+2Na2SO4+H2O；
装置③为安全瓶，防止装置②中气体温度降低而产生倒吸；
（2）因为NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·
3H2O，高于38℃时析出晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，若要得到NaClO2晶体，需在38－60℃得到晶体，故操作为趁热过滤；
用38－60℃的温水洗涤；
（3）容量瓶要指明规格；
（4）有碘单质参和生成的反应，一般采用淀粉溶液做指示剂，该反应是Na2S2O3标准液滴定碘，终点溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色；
计算时一般找出关系式，由此进行计算，关系式为ClO2－——2I2——4S2O32－
n（ClO2－）=1/4n（S2O32－）=1/4×
20×
10-3×
2=0.01mol
m（NaClO2）=0.01×
90.5=9.05g该样品中NaClO2的质量分数为9.05g÷
10g=0.905
（5）本实验产生污染性气体，直接排放会污染环境，故需要尾气处理，装置①就是用碱吸收反应产生的ClO2等尾气。
6．二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用，是大气主要污染物之一，具有一定的还原性，探究SO2气体还原Fe3+、I2，可以使用的药品和装置如图所示：
（1）写出由铜和浓硫酸制取SO2的化学方程式_____________________。
（2）装置A中的现象是__________。
若要从A中的FeCl3溶液中提取晶体，必须进行的实验操作步骤：
蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥，在过滤操作中有用到的玻璃仪器有_______（填编号）。
A酒精灯B烧瓶C漏斗D烧杯E玻璃棒F坩埚
（3）根据以上现象，该小组同学认为SO2与FeCl3发生氧化还原反应。
①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式___________________；
②请设计实验方案检验有Fe2+生成__________________________；
（4）B中蓝色溶液褪色，表明I-的还原性比SO2__________（填“强”或“弱”）。
（5）若C中所得溶液只有一种溶质且pH＞7，则溶液中各离子浓度大小顺序为_________。
（6）工业上通过煅烧黄铁矿产生SO2来进一步得到硫酸，已知煅烧1gFeS2产生7.1kJ热量，写出煅烧FeS2的热化学反应方程式____________________。
【答案】Cu+2H2SO4
CuSO4+SO2↑+2H2O溶液由黄色变为浅绿色A、B、F2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+取少量A中反应后的溶液于试管中，滴入2～3滴K3[Fe（CN）6]溶液，有蓝色沉淀生成弱c（Na+）>
c（SO32—）>
c（OH—）>
c（HSO3—）>
c（H+）4FeS2（s）＋11O2（g）=2Fe2O3（s）＋8SO2（g）ΔH＝－3408kJ/mol
（1）Cu与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫与水；
（2）三价铁离子具有强的氧化性，在溶液能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子，自身被还原为亚铁离子；
过滤用到的仪器有：
烧杯、玻璃棒、漏斗；
（3）①三价铁离子具有强的氧化性，在溶液能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子，自
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