高考化学专题题库化学反应原理的综合题附详细答案Word文件下载.docx

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20.00

19.88

①第一次实验数据出现异常，造成这种异常的原因可能是_________（填字母代号）。

a．锥形瓶洗净后未干燥

b．酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗

c．滴定终点时仰视读数

②酸性KMnO4溶液滴定亚硝酸钠溶液的离子方程式为___________________。

③该样品中亚硝酸钠的质量分数为______________。

【答案】分别取两种固体样品少量于试管中加水溶解;

再分别滴加酚酞试液,变红的为NaNO2可以控制反应的发生与停止Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2OCbc6H＋+2MnO4－+5NO2－=2Mn2＋+5NO3－+3H2O69%

【解析】

试题分析：

Ⅰ.根据NaNO2为强碱弱酸盐，亚硝酸根离子水解导致溶液显示碱性分析；

Ⅱ.装置A中是浓硝酸和铜加热发生的反应，反应生成二氧化氮、硝酸铜和水，装置C中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮；

通过装置D中的干燥剂吸收水蒸气，通过装置F中的干燥剂防止水蒸气进入，通过装置E中的过氧化钠与一氧化氮反应，最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气，据此分析解答。

解析：

Ⅰ.酸越弱相应酸根越容易水解，溶液碱性越强，因此鉴别NaNO2和NaCl两种固体的方法是：

分别取两种固体样品少量于试管中加水溶解，再分别滴加酚酞试液，变红的为NaNO2；

Ⅱ.

（1）可通过上下移动铜丝控制反应是否进行，所以使用铜丝的优点是可以控制反应的发生与停止；

（2）浓硝酸和铜加热发生反应生成二氧化氮、硝酸铜和水，方程式为：

Cu+4HNO3（浓）＝Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；

通过装置C中的水与二氧化氮反应生成硝酸和一氧化氮；

通过装置F中的干燥剂防止水蒸气进入与过氧化钠反应，所以C中的药品是水，答案选C；

（3）①a．锥形瓶洗净后未干燥，待测液的物质的量不变，对V（标准）无影响，根据c（待测）=c（标注）×

V（标准）/V（待测）可知，c（标准）不变，a错误；

b．酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗，标准液的浓度偏小，造成V（标准）偏大，根据c（待测）=c（标注）×

V（标准）/V（待测）可知，c（标准）偏大，b正确；

c．滴定终点时仰视读数，造成V（标准）偏大，根据c（待测）=c（标注）×

V（标准）/V（待测）可知，c（标准）偏大，c正确；

答案选bc；

②该反应中亚硝酸根离子被氧化为硝酸根离子，高锰酸根离子被还原为锰离子，离子方程式为6H＋+2MnO4－+5NO2－=2Mn2＋+5NO3－+3H2O；

③根据表中数据可知第一次实验数据误差太大，舍去，消耗高锰酸钾溶液体积的平均值是0.02L，高锰酸钾的物质的量是0.1mol/L×

0.02L=0.002mol，则根据方程式6H＋+2MnO4－+5NO2－=2Mn2＋+5NO3－+3H2O可知，亚硝酸钠的物质的量是0.002mol×

5/2=0.005mol，则原样品中亚硝酸钠的物质的量是0.005mol×

100mL/25mL=0.02mol，其质量为0.02mol×

69g/mol=1.38g，所以样品中亚硝酸钠的质量分数1.38g/2g×

100%=69.0%.

点睛：

注意掌握综合实验设计题的解题思路：

（1）明确实验的目的和原理。

实验原理是解答实验题的核心，是实验设计的依据和起点。

实验原理可从题给的化学情景（或题首所给实验目的）并结合元素化合物等有关知识获取。

在此基础上，遵循可靠性、简捷性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的方案。

（2）理清实验操作的先后顺序。

根据实验原理所确定的实验方案中的实验过程，确定实验操作的方法步骤，把握各步实验操作的要点，理清实验操作的先后顺序。

（3）看准图，分析各项实验装置的作用。

有许多综合实验题图文结合，思考容量大。

在分析解答过程中，要认真细致地分析图中所示的各项装置，并结合实验目的和原理，确定它们在该实验中的作用。

（4）细分析，得出正确的实验结论。

实验现象（或数据）是化学原理的外在表现。

在分析实验现象（或数据）的过程中，要善于找出影响实验成败的关键以及产生误差的原因，或从有关数据中归纳出定量公式，绘制变化曲线等。

2．纳米TiO2是一种重要的光催化剂。

以钛酸酯Ti（OR）4为原料制备纳米TiO2的步骤如下：

①组装装置如图所示，保持温度约为65℃，先将30mL钛酸四丁酯[Ti（OC4H9）4]加入盛有无水乙醇的三颈烧瓶，再加入3mL乙酰丙酮，充分搅拌；

②将含水20%的乙醇溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，得到二氧化钛溶胶；

③将二氧化钛溶胶干燥得到二氧化钛凝胶，灼烧凝胶得到纳米TiO2。

钛酸四丁酯能溶于除酮类物质以外的大部分有机溶剂，遇水剧烈水解；

Ti（OH）4不稳定，易脱水生成TiO2。

回答下列问题：

（1）仪器a的名称是__，冷凝管的作用是__。

（2）加入的乙酰丙酮可以减慢水解反应的速率，其原理可能是__（填字母）。

A.增加反应的焓变

B.增大反应的活化能

C.减小反应的焓变

D.降低反应的活化能

制备过程中，减慢水解反应速率的措施还有_。

（3）步骤②中制备二氧化钛溶胶的化学方程式为__。

如图所示实验装置中，可用于灼烧二氧化钛凝胶的是__（填字母）。

（4）测定样品中TiO2纯度的方法是：

精确称取0.2000g样品放入锥形瓶中，加入硫酸和硫酸铵的混合溶液，加强热使其溶解。

冷却后，加入一定量稀盐酸得到含TiO2+的溶液。

加入金属铝，将TiO2+全部转化为Ti3+。

待过量的金属铝完全溶解并冷却后，加入指示剂，用0.1000mol·

L-1NH4Fe（SO4）2溶液滴定至终点。

重复操作2次，消耗0.1000mol·

L-1NH4Fe（SO4）2溶液的平均值为20.00mL（已知：

Ti3++Fe3++H2O=TiO2++Fe2++2H+）。

①加入金属铝的作用除了还原TiO2+外，另一个作用是__。

②滴定时所用的指示剂为__（填字母）。

a.酚酞溶液b.KSCN溶液c.KMnO4溶液d.淀粉溶液

③样品中TiO2的质量分数为__%。

（Ti相对分子质量为48）

【答案】温度计冷凝回流B用含水20%的乙醇溶液代替水，缓慢滴加Ti（OC4H9）4+2H2O=TiO2+4C4H9OHa与酸反应生成氢气，形成氢气氛围，防止Ti3+在空气中被氧化b80

【分析】

以钛酸四丁酯[Ti（OC4H9）4]为原料，在三颈烧瓶中反应可得到二氧化钛溶胶，再经过干燥、灼烧即可得纳米TiO2。

【详解】

（1）由装置图可知，仪器a为温度计；

冷凝管可起到冷凝回流的作用；

故答案为：

温度计：

冷凝回流；

（2）加入催化剂，不能改变焓变（只与反应的始末状态有关），可降低或增大活化能，而该处减缓反应速率，则增加活化能的作用，导致反应速率减小；

另外为减慢水解反应速率，还可用含有20%的乙醇溶液代替水，缓慢滴加；

B；

用含水20%的乙醇溶液代替水，缓慢滴加；

（3）Ti（OC4H9）4发生水解生成TiO2和丁醇，方程式为Ti（OC4H9）4+2H2O=TiO2+4C4H9OH；

灼烧二氧化钛凝胶，应在坩埚中进行；

Ti（OC4H9）4+2H2O=TiO2+4C4H9OH；

a；

（4）①加入铝，可与TiO2+反应生成Ti3+，与酸反应生成氢气，避免Ti3+被氧化；

②用NH4Fe（SO4）2溶液滴定，含有铁离子，可用KSCN做指示剂，滴定终点溶液颜色变为红色；

③根据方程式可得关系式TiO2～Ti3+～Fe3+～NH4Fe（SO4）2，n（NH4Fe（SO4）2）=0.1000mol•L-l×

0.02L=0.002mol，则n（TiO2）=0.00200mol，m（TiO2）=0.00200mol×

80g/mol=0.16g00，则质量分数为

；

与酸反应生成氢气，形成氢气氛围，防止Ti3+在空气中被氧化；

b；

80。

3．硫酸亚铁铵的化学式为（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O，商品名为莫尔盐，可由硫酸亚铁与硫酸铵反应生成。

一般硫酸亚铁盐在空气中易被氧化，而形成莫尔盐后就比较稳定了。

三种盐的溶解度（单位为g/100g水）如下表：

温度／℃

10

20

30

（NH4）2SO4

73.0

75.4

78.0

FeSO4·

7H2O

20.0

26.5

32.9

（NH4）2SO4•FeSO4

17.2

21.6

28.1

（一）实验室制取少量莫尔盐的流程如下：

试回答下列问题：

（1）步骤1中加入10％Na2CO3溶液的主要作用是___________；

反应中铁屑过量是为了______。

（2）步骤3需要趁热过滤，原因是___________。

（3）从步骤4到莫尔盐，必须进行的操作依次是______，析出的晶体常用________洗涤。

（4）若莫尔盐的饱和溶液中有水20克，当温度从30℃降至10℃，最多析出莫尔盐的质量是________（选填编号）。

A2.18gB大于2.18gC小于2.18gD无法确定

（二）称取质量为1.96g的莫尔盐制成溶液。

用未知浓度的酸性KMnO4溶液进行滴定。

（1）已知MnO4-被还原为Mn2+，试写出该滴定反应的离子方程式____。

（2）判断该反应到达滴定终点的现象为____________。

（3）假设到达滴定终点时，用去VmL酸性KMnO4溶液，则该酸性KMnO4溶液的浓度为_______mol/L。

【答案】除铁屑表面的油污还原氧化生成的Fe3+，保证Fe2+稳定、纯净地存在，减少产物中的Fe3+杂质FeSO4在温度低时溶解度较小，如果不趁热过滤就会有FeSO4·

7H2O析出过滤、洗涤无水酒精或冰水B5Fe2++MnO4-+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O加入最后一滴KMnO4溶液紫红色不褪，且半分钟内不褪色1/V

（一）

（1）碳酸钠水解显碱性；

（2）FeSO4在温度低时溶解度较小；

（3）浓缩结晶后需要过滤、洗涤；

温度低时，硫酸亚铁铵的溶解度小；

（4）（NH4）2SO4·

FeSO4在30℃和10℃的溶解度分别为：

28.1g和17.2g；

（二）

（1）MnO4-将二价铁离子氧化为三价铁离子，被还原为Mn2+；

（2）高锰酸钾本身有颜色，滴定亚铁离子是不需要指示剂的；

（3）根据亚铁离子和高锰酸根反应的实质，可以找到亚铁离子与高锰酸根之间的量的关系，根据原子守恒可以找到亚铁离子和酸亚铁铵之间量的关系，进而进行计算。

（一）

（1）碳酸钠水解显碱性，油脂在碱性条件下能水解，过量的Fe可以还原氧化生成的Fe3+，减少产物中的Fe3+杂质，

除铁屑表面的油污；

还原氧化生成的Fe3+，保证Fe2+稳定、纯净地存在，减少产物中的Fe3+杂质；

（2）如果不趁热过滤就会有FeSO4·

7H2O析出，故答案为：

FeSO4在温度低时溶解度较小，如果不趁热过滤就会有FeSO4·

7H2O析出；

硫酸亚铁铵在无水乙醇中的溶解度小；

温度低时，硫酸亚铁铵的溶解度小，可用冰水洗涤，故答案为：

过滤、洗涤；

无水酒精或冰水；

28.1g和17.2g，即若溶剂为100g水，冷却析出10.9g，有水20g析出2.18g，硫酸亚铁铵的化学式为（NH4）2SO4·

6H2O含有结晶水，故析出质量大于2.18g，故答案为：

（二）

（1）反应的离子方程式5Fe2++MnO4-+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O，故答案为：

5Fe2++MnO4-+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O；

（2）高锰酸钾本身有颜色，滴定亚铁离子不需要指示剂，当滴加最后一滴溶液后，溶液变成紫红色，30s内不褪色，说明达到滴定终点，故答案为：

加入最后一滴KMnO4溶液紫红色不褪，且半分钟内不褪色；

（3）1.96g硫酸亚铁铵晶体的物质的量n=

=

=0.005mol，根据原子守恒则亚铁离子的物质的量为0.005mol，反应5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，则5Fe2+～MnO4-，所以高锰酸钾的物质的量为0.001mol，据c=

mol/L，故答案为：

。

4．K3[Fe（C2O4）3]·

3H2O[三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体]易溶于水,难溶于乙醇,可作为有机反应的催化剂。

实验室可用铁屑为原料制备,相关反应的化学方程式为:

Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑、FeSO4+H2C2O4+2H2O＝FeC2O4·

2H2O↓+H2SO4、2FeC2O4·

2H2O+H2O2+H2C2O4+3K2C2O4＝2K3[Fe（C2O4）3]+6H2O、2MnO4－+5C2O42－+16H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O。

回答下列问题:

（1）铁屑中常含硫元素,因而在制备FeSO4时会产生有毒的H2S气体,该气体可用氢氧化钠溶液吸收。

下列吸收装置正确的是_____。

（2）在将Fe2+氧化的过程中,需控制溶液温度不高于40℃,理由是_______;

得到K3[Fe（C2O4）3]溶液后,加入乙醇的理由是________。

（3）晶体中所含结晶水可通过重量分析法测定,主要步骤有:

①称量,②置于烘箱中脱结晶水,③冷却,④称量,⑤__________（叙述此步操作）,⑥计算。

步骤③若未在干燥器中进行,测得的晶体中所含结晶水含量____（填“偏高”“偏低”或“无影响”）;

步骤⑤的目的是_______________。

（4）晶体中C2O42－含量的测定可用酸性KMnO4标准溶液滴定。

称取三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体mg溶于水配成250mL溶液,取出20.00mL放入锥形瓶中,用0.0100mol·

L-1酸化的高锰酸钾溶液进行滴定。

①下列操作及说法正确的是___。

A.滴定管用蒸馏水洗涤后,即可装入标准溶液

B.装入标准溶液后,把滴定管夹在滴定管夹上,轻轻转动活塞,放出少量标准液,使尖嘴充满液体

C.接近终点时,需用蒸馏水冲洗瓶壁和滴定管尖端悬挂的液滴

②有同学认为该滴定过程不需要指示剂,那么滴定终点的现象为________,若达到滴定终点消耗高锰酸钾溶液VmL,那么晶体中所含C2O42－的质量分数为____（用含V、m的式子表示）。

【答案】A防止H2O2分解三草酸合铁（Ⅲ）酸钾在乙醇中溶解度小重复②～④步操作至恒重偏低检验晶体中的结晶水是否已全部失去B当滴入最后一滴KMnO4溶液,锥形瓶中溶液恰好由无色变为浅红色,且半分钟不褪色

（1）A．该装置中硫化氢与氢氧化钠溶液接触面积大，从而使硫化氢吸收较完全，且该装置中气压较稳定，不产生安全问题，故A正确；

B．硫化氢与氢氧化钠接触面积较小，所以吸收不完全，故B错误；

C．没有排气装置，导致该装置内气压增大而产生安全事故，故C错误；

D．该装置中应遵循“长进短出”的原理，故D错误；

故选A；

（2）双氧水不稳定，温度高时，双氧水易分解，为防止双氧水分解，温度应低些；

根据相似相溶原理知，三草酸合铁酸钾在乙醇中溶解度小，所以得到K3[Fe（C2O4）3]溶液后，再想获得其晶体，常加入无水乙醇；

（3）晶体中所含结晶水可通过重量分析法测定，步骤⑤的目的是检验晶体中的结晶水是否已全部失去，也叫恒重操作；

步骤③未在干燥器中进行，晶体中结晶水不能全部失去，所以称量出的水的质量偏小，测得的晶体中所含结晶水含量也偏低；

（4）①A.滴定管用蒸馏水洗涤后,需要用标准液润洗，然后在装入标准溶液，A错误；

B.装入标准溶液后,把滴定管夹在滴定管夹上,轻轻转动活塞,放出少量标准液,使尖嘴充满液体，B正确；

C.接近终点时,不需用蒸馏水冲滴定管尖端悬挂的液滴，否则会导致测定结果偏高，C错误；

答案选B；

②由于酸性高锰酸钾溶液显紫红色，则终点的实验现象为当滴入最后一滴KMnO4溶液,锥形瓶中溶液恰好由无色变为浅红色,且半分钟不褪色；

n（MnO4－）=V×

10-3L×

0.0100mol·

L-1,根据方程式可知n（C2O42－）=n（MnO4－）×

×

10-5mol,m（C2O42－）=

10-5mol×

88g·

mol-1=2.75V×

10-2g，所以晶体中所含C2O42－的质量分数为2.75V/100m。

5．根据当地资源等情况，硫酸工业常用黄铁矿（主要成分为FeS2）作为原料。

完成下列填空：

（1）将0.050molSO2（g）和0.030molO2（g）充入一个2L的密闭容器中，在一定条件下发生反应：

2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）+Q。

经2分钟反应达到平衡，测得n（SO3）=0.040mol，则O2的平均反应速率为______

（2）在容积不变时，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有______（选填编号）

a.移出氧气b.降低温度

c.减小压强d.再充入0.050molSO2（g）和0.030molO2（g）

（3）在起始温度T1（673K）时SO2的转化率随反应时间（t）的变化如图，请在图中画出其他条件不变情况下，起始温度为T2（723K）时SO2的转化率随反应时间变化的示意图___

（4）黄铁矿在一定条件下煅烧的产物为SO2和Fe3O4

①将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于H2SO4后，加入铁粉，可制备FeSO4。

酸溶过程中需维持溶液有足够的酸性，其原因是______

②FeS2能将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，本身被氧化为SO42﹣。

写出有关的离子方程式______。

有2mol氧化产物生成时转移的电子数为______

【答案】0.005mol/（L•min）bd

抑制Fe3+与Fe2+的水解，并防止Fe2+被氧化成Fe3+FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+14NA

（1）根据v＝

求出氧气的速率，然后根据速率之比等于对应物质的化学计量数之比计算；

（2）反应放热，为提高SO2平衡转化率，应使平衡向正反应方向移动，可降低温度，体积不变，不能从压强的角度考虑，催化剂不影响平衡移动，移出氧气，平衡向逆反应方向移动，不利于提高SO2平衡转化率，由此分析解答；

（3）反应是放热反应，温度升高，平衡逆向进行，二氧化硫的转化率减小，但达到平衡所需要的时间缩短，据此画出曲线；

（4）①Fe3＋与Fe2＋易水解，Fe2＋易被氧化成Fe3＋；

②根据氧化还原反应中的反应物和生成物几何电子守恒来配平化学方程式，结合方程计算转移电子数。

（1）v（SO3）＝

＝

＝0.01mol/（L•min），所以v（O2）＝

v（SO3）＝0.005mol/（L•min），故答案为：

0.005mol/（L•min）；

（2）a．移出氧气，平衡逆向移动，二氧化硫的转化率减少，故不选；

b．降低温度，平衡正向移动，二氧化硫的转化率增大，故选；

c．减小压强，平衡逆向移动，二氧化硫的转化率减少，故不选；

d．再充入0.050molSO2（g）和0.030molO2（g），相当于增大压强，平衡正向移动，二氧化硫的转化率增大，故选；

bd；

（3）反应：

2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H＜0，SO2的转化率在起始温度T1＝673K下随反应时间（t）的变化如图，其他条件不变，仅改变起始温度为T2＝723K，温度升高，平衡逆向进行，二氧化硫的转化率减小，但反应速率增大，达到平衡需要的时间短，在图中画出温度T2下SO2的转化率随反应时间变化的预期结果示意图如图所示

；

（4）①Fe2O3（或Fe3O4等）溶于H2SO4后，生成的Fe3＋与Fe2＋易水解，Fe2＋易被氧化成Fe3＋，所以要加入Fe粉和酸，抑制Fe3＋与Fe2＋的水解，并防止Fe2＋被氧化成Fe3＋，故答案为：

抑制Fe3＋与Fe2＋的水解，并防止Fe2＋被氧化成Fe3＋；

②−2价的硫离子具有还原性，FeS2可以将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，而本身被氧化为硫酸根离子，有关的离子方程式为：

FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+，氧化产物是硫酸根离子，有2mol硫酸根生成时转移的电子数为14NA，故答案为：

FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+；

14NA。

【点睛】

注意（3）温度升高，平衡逆向进行，二氧化硫的转化率减小，但反应速率增大，达到平衡需要的时间短，此为解题的关键。

6．葡萄糖酸亚铁（（C6H11O7）2Fe）是常用的补铁剂，易溶于水，几乎不溶于乙醇。

用下图装置制备FeCO3，并利用FeCO3与葡萄糖酸反应可得葡萄糖酸亚铁。

（1）a的名称为_________。

（2）打开a中K1、K3，关闭K2，一段时间后，关闭K3，打开K2。

在_________（填仪器标号）中制得碳酸亚铁。

实验过程中产生的H2作用有_________、____________。

（写2条）

（3）将制得的碳酸亚铁浊液过滤、洗涤。

如过滤时间过长会发现产品部分变为红褐色。

用化学方程式说明原因____________。

（4）将葡萄糖酸与碳酸亚铁混合，加入乙醇、过滤、洗涤、干燥。

加入乙醇的目的是_________________。

（5）用NaHCO3溶液代替Na2CO3溶液制备碳酸亚铁，同时有气体产生，离子方程式为______________，此法产品纯度更高，原因是_______________。

【答案】恒压滴液漏斗c排出装置内的空气，防止生成的FeCO3被氧化将b中溶液压入c中4FeCO3＋O2＋6H2O=4Fe（OH）3＋4CO2降低葡萄糖酸亚铁在水中溶解度Fe2＋＋2HCO3－=FeCO3↓＋H2O＋CO2↑降低溶液的pH以免产生氢氧化亚铁

（1）a的名称为恒压滴液漏斗；

（2）b中产生的硫酸亚铁被氢气压入c中与碳酸钠作用产生碳酸亚铁；

实验过程中产生的H2作用还有：

排出装置内的空气，防止生成的FeCO3被氧化；

（3）FeCO3与O2反应生成红褐色Fe（OH