高考化学化学反应原理的综合压轴题专题复习含详细答案.docx

1、高考化学化学反应原理的综合压轴题专题复习含详细答案2020-2021 高考化学化学反应原理的综合压轴题专题复习含详细答案一、化学反应原理1高氯酸铵 NH 4ClO4 为白色晶体，分解时产生大量气体，是复合火箭推进剂的重要成 分。1高氯酸铵中氯元素的化合价为 。2高氯酸铵在高温条件下分解会产生 H 2 O g 和三种单质气体，请写出该分解反应的化 学方程式 。3某研究小组在实验室设计如下装置检验高氯酸铵分解的产物。该小组连接好装置后， 依次检查装置的气密性、装入试剂、通干燥的惰性气体排尽装置内的空气、将导管末端移 入盛满水的试管 E、通入气体产物。 ( 已知：焦性没食子酸溶液用于吸收氧气 ) .

2、 碱石灰、湿润的淀粉 KI 试纸、氢氧化钠溶液、 Cu . 无水硫酸铜、湿润的红色布条、氢氧化钠溶液、 Cu . 无水硫酸铜、湿润的淀粉 KI 试纸、饱和食盐水、 Cu 装置 E收集到的气体可能是 (填化学式 ) 。904经查阅资料，该小组利用反应 NaClO4(aq)+NH4Cl(aq) NH4ClO4(aq)+NaCl(aq)在实验室制取 NH 4ClO 4 ，该反应中各物质的溶解度随温度的变化曲线如图。1从混合溶液中获得较多粗 NH 4 ClO 4 晶体的实验操作依次为 、 和过滤、洗涤、干燥。2研究小组分析认为，若用氨气和浓盐酸代替 NH 4 Cl，则上述反应不需要外界供热就能 进行，

3、其原因是 。5 研究小组通过甲醛法测定所得产品 NH 4 ClO 4 的质量分数。 已知： NH 4 ClO 4 的相对 分子质量为 117.5；NH 4ClO 4与甲醛反应的离子方程式为4NH4 6HCHO CH2 6 N4H 3H 6H2O，6CH 2 6 N 4 H CH 2 6 N 4 H K 7 10 6 实验步骤： 步骤 .称取 7.05g 样品。步骤 .将样品溶解后，完全转移到 250mL 容量瓶中，定容，充分摇匀。步骤 .移取 25.00mL样品溶液于 250mL锥形瓶中，加入 20mL20的中性甲醛溶液 （ 过 量 ） ，摇匀、静置 5min 后，加入 12滴酚酞试液，用 N

4、aOH 标准溶液滴定至终点。记录 数据。重复 （ 滴定 ） 操作 2 次。1标准液应盛放在上图装置 （ 填 “ ”或 “”） 中，判断达到滴定终点的现象是 滴定结果如下表所示：滴定次数标准溶液的体积滴定前刻度 /mL滴定后刻度 /mL10.2024.3021.0024.9030.2021.20则所用标准溶液的体积为 mL，若 NaOH 标准溶液的浓度为 0.1000mol?L 1 ，则该产品中 NH 4ClO4 的质量分数为 。【答案】 7 2NH 4ClO4 N2 Cl2 2O2 4H2O g N2 蒸发浓缩 冷却结晶 氨气与浓盐酸反应放出热量 当加入最后一滴标准液，锥形瓶内溶液由无色 变成

5、粉红色，且 30s 内不褪去 24.00 40【解析】【详解】1铵根显 1价，氧元素显 2 价，设氯元素的化合价是 x，根据在化合物中正负化合价代 数和为零，可得： 1 x 2 4 0，则 x 7 价，故答案为： 7；2高氯酸铵在高温条件下分解会产生 H2O( g)和三种单质气体，结合元素守恒，三种单质气体为 N 2、 Cl2 和 O2，反应的化学方程式为：2NH 4ClO4 N2 Cl2 2O2 4H2O g ，故答案为：2NH 4ClO4 N2 Cl2 2O2 4H2O g ；3 先利用无水硫酸铜检验水蒸气，然后用湿润的红色布条检验氯气，氢氧化钠溶液吸 收氯气，浓硫酸进行干燥， D 中为铜

6、，用于检验氧气的存在，焦性没食子酸溶液用于吸收 氧气，故答案为： ；2装置 E收集到的气体可能是 N2 ，故答案为： N2；4 由图可知， NH 4ClO 4 的溶解度受温度影响很大， NaCl 的溶解度受温度影响不大，NH 4Cl 、 NaClO4的溶解度受温度影响也很大，但相同温度下，它们溶解度远大于NH 4ClO 4 ，故从混合溶液中获得较多 NH 4ClO4 晶体的实验操作依次为：蒸发浓缩、冷却 结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：蒸发浓缩，冷却结晶； 因氨气与浓盐酸反应放出热量，反应需要温度较低，所以氯化铵用氨气和浓盐酸代替， 上述反应不需要外界供热就能进行，故答案为：氨气与浓盐酸反应

7、放出热量；5 NaOH标准液应盛放在碱式滴定管中，即盛放在 II 中；因为使用酚酞作指示剂，当加入最后一滴标准液，锥形瓶内溶液由无色变成粉红色，且 30s 内不褪去，达到滴定终 点，故答案为： ；当加入最后一滴标准液，锥形瓶内溶液由无色变成粉红色，且 30s 内不褪去； 三次实验所耗 NaOH 溶液的体积依次为 24.30mL-0.20mL=24.10mL 、24.90mL- 1.00mL=23.90mL、21.20mL-0.20mL=21.00mL，第 3 组实验数据误差较大，应舍去，则所用 标准溶液的体积为 (24.10mL+23.90mL)2=24.00mL，根据所给反应得出关系式NaO

8、H NH 4ClO 4 ，该产品中 NH 4ClO 4 的质量分数为0.1000mol/ L 24.00 10 3L 2255.000mmLL 117.5g/mol 100 40，故答案为：7.05g24.00 ； 40。2硫代硫酸钠俗称大苏打、海波，主要用作照相业定影剂，还广泛应用于鞣革、媒染、化 工、医药等行业。常温下，溶液中析出晶体为 Na2S2O3?5H2O Na2S2O3?5H2O 于 40-45熔化， 48分解； Na2S2O3易溶于水，不溶于乙醇。在水中有关物质的溶解度曲线如图甲所 示。制备 Na2S2O3?5H2O 将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例放入图乙装置 D中，然后注入 1

9、50mL 蒸馏水使其溶解，再在分液漏斗 A 中注入一定浓度的 H2SO4，在蒸馏烧瓶 B中加入亚硫酸钠固体，并按图乙 安装好装置。（1）仪器 D 的名称为 （2）打开分液漏斗活塞，注入 H2SO4，使反应产生的气体较缓慢均匀地通入 Na2S 和Na2CO3 的混合溶液中，并用磁力搅拌器搅动并加热，总反应方程式为 2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O3+CO2。 烧瓶 B 中发生反应的化学方程式为 。 将 B 中产生的气体缓慢均匀地通入 D 中的正确操作是 。3制备过程中仪器 D 中的溶液要控制在弱碱性条件下，其理由是 （用离子方程式表示）。分离 Na2S2O3?5H2O 并测定含量

10、（3）操作 I 为趁热过滤，其目的是 ；操作 是过滤、洗涤、干燥，其中洗涤操作时用 （填试剂）作洗涤剂。（4）蒸发浓缩滤液直至溶液中有少量晶体析出为止，蒸发时控制温度不宜过高的原因是（5）制得的粗晶体中往往含有少量杂质。为了测定粗产品中 Na2S2O3?5H2O 的含量，称取1.25g 的粗样品溶于水，配成 250mL 溶液，取 25.00mL 溶液于锥形瓶中，滴入几滴淀粉溶 液，用 0.0100mol/L 标准 I2 溶液滴定，当溶液中 S2O32-全部被氧化时，消耗碘溶液的体积为 25.00mL试回答：（提示： I2+2S2O32- 2I-+S4O62-） 达到滴定终点时的现象： 产品中

11、Na2S2O3?5H2O 的质量分数为 。【答案】三颈烧瓶 Na2SO3+H2SO4（浓） Na2SO4+SO2 +H2O 观察仪器 D 中气体的流速，控制分液漏斗 A 的旋塞，控制产生气体的速度 S2O32-+2H+S +SO2+H2O 防止硫代硫酸钠晶体析出 乙醇 避免析出的晶体 Na2S2O3?5H2O 因温度过高而分解 滴加最后一 滴标准 I2 溶液时溶液由无色变为蓝色且半分钟内不变色，说明到达滴定终点 99.2%【解析】【分析】【详解】（1）根据仪器的构造可知，仪器 D 的名称为三颈烧瓶，故答案为：三颈烧瓶；（2）亚硫酸钠与浓硫酸反应生成二氧化硫气体，反应的化学方程式为： Na2SO

12、3+H2SO4（浓） =Na2SO4+SO2 +H2O，故答案为： Na2SO3+H2SO4（浓） =Na2SO4+SO2 +H2O； 为将 B中产生的气体缓慢均匀地通入 D 中，可以观察仪器 D 中气体的流速，通过控制分 液漏斗 A 的旋塞，可控制产生气体的速度，故答案为：观察仪器 D 中气体的流速，控制分液漏斗 A 的旋塞，控制产生气体的速度；Na2S2O3在酸性条件下会生成 S和 SO2，所以制备过程中仪器 D中的溶液要控制在弱碱性 条件下以防止 Na2S2O3 发生歧化反应，其离子方程式为： S2O32-+2H+=S+SO2+H2O，故答案为： S2O32-+2H+=S +SO2 +H

13、2O；（3）根据图甲可知，温度低时，硫代硫酸钠的溶解度小，会结晶析出，所以需要趁热过 滤，防止硫代硫酸钠晶体析出； Na2S2O3 易溶于水，不溶于乙醇，所以为防止洗涤损失硫代 硫酸钠，应该用乙醇作洗涤剂，故答案为：防止硫代硫酸钠晶体析出；乙醇；（4）Na2S2O3?5H2O于 40-45熔化，48分解，所以蒸发时控制温度不宜过高的原因是避 免析出的晶体 Na2S2O3?5H2O 因温度过高而分解，故答案为：避免析出的晶体 Na2S2O3?5H2O因温度过高而分解；（5）碘遇淀粉变蓝色，反应结束时，溶液中 S2O32-全部被氧化时，滴加最后一滴标准 I2溶液时溶液由无色变为蓝色且半分钟内不变色

14、，说明到达滴定终点，故答案为：滴加最后 一滴标准 I2 溶液时，溶液由无色变为蓝色且半分钟内不变色，说明到达滴定终点； 根据碘与硫代硫酸钠的反应 I2+2S2O32- 2I-+S4O62-中的比例关系，配成的溶液中 c（ S2O32-3氢叠氮酸（ HN3）和莫尔盐 （ NH4）2SO4FeSO46H2O是两种常用原料。（ 1）氢叠氮酸易溶于水， 25时，该酸的电离常数为 Ka=10 10-5。 氢叠氮酸在水溶液中的电离方程式为 0.2mol/L 的 HN3溶液与 0.1mol/L 的 NaOH 溶液等体积混合后，恢复到 25，此时，溶液 呈酸性，则混合溶液中各离子和 HN3 分子浓度由大到小的

15、顺序为 。（2）在 FeSO4 溶液中，加入（ NH4） 2SO4 固体可制备莫尔盐晶体 （NH4）2Fe（SO4） 26H2O，为了测定产品纯度，称取 ag产品溶于水，配制成 500mL 溶液，用浓度为 cmol/L 的酸性高锰酸钾溶液滴定，每次所取待测液体积均为 25.00mL，实验结果记录如下：（已知莫尔盐的分子量为 392 ）实验次数第一次第二次第三次消耗 KMnO4 溶液体积 /mL25.5225.0224.98配制莫尔盐溶液，所使用的玻璃仪器除了烧杯和玻璃棒外还有滴定终点的现象是 ，通过实验数据，计算该产品的纯度为 (用含字母a、 c 的式子表示)。3上表第一次实验中记录数据明显大

16、于后两次，其原因可能是 。A 第一次滴定时，锥形瓶用待装液润洗B 该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长，部分变质C 滴定前酸式滴定管中尖嘴处有气泡，滴定结束后气泡消失【答案】 HN3? H+N3- c(N3-)c(Na+)c(HN3+)c(H+)c(OH-) 500mL 容量瓶，胶头滴管 滴入最后一滴标准液，溶液变为浅紫红色，且半分钟不变色 ( 980c/a)100%AC【解析】【分析】(1)氢叠氮酸是一元弱酸；0.2mol/L 的 HN3溶液与 0.1mol/L 的 NaOH 溶液等体积混合后，溶液中含有等物质的量浓 度的 HN3 和 NaN3；(2)溶液的配置需要的仪器有：烧杯、玻璃棒、容量瓶

17、、胶头滴管；高锰酸钾溶液本身是紫 色的，可以根据高锰酸钾溶液颜色变化判断滴定终点；第一次实验中记录数据明显大于后 两次，即高锰酸钾溶液体积偏大。【详解】(1)氢叠氮酸易溶于水， 25时，该酸的电离常数为 Ka=10 1-05，说明氢叠氮酸为弱酸， 在水溶液中的电离方程式为 HN3 H+N3-，故答案为 HN3 H+N3-；0.2mol/L 的 HN3溶液与 0.1mol/L 的 NaOH 溶液等体积混合后，溶液中存在等物质的量浓 度的 HN3和 Na N3，恢复到 25，溶液显酸性，以 HN3的电离为主，混合溶液中各离子和 HN3 分子浓度由大到小的顺序为 c(N3-)c(Na+)c(HN3)

18、c(H+)c(OH-)，故答案为 c(N3- )c(Na+)c(HN3)c(H+)c(OH-)；(2) 500mL 溶液的配置需要的仪器有：烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，故答案为：500mL 容量瓶，胶头滴管；利用高锰酸钾的强氧化性， Fe2+的强还原性，两者发生氧化还原反应， Fe2+被氧化成Fe3+，化合价升高 1， Mn 由 +7 价+2，化合价降低 5，最小公倍数 5，根据原子个数、电 荷守恒，配平得 MnO4-+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O，向溶液中滴加中高锰酸钾，高锰酸钾 显紫红色，因此滴定到终点：滴入最后一滴标准液，溶液由无色变为浅紫色，且 30s 不变色，故答

19、案为：滴入最后一滴标准液，溶液由无色变为浅紫色，且 30s 不变色；因为第一 次与第二次、第三次相差较大，忽略不计，消耗高锰酸钾溶液的体积为25.02 24.98 mL=25mL，根据离子反应方程式，得出：2n(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O=5n(KMnO4) =25 -130 c 5m，o则l 500mL 溶液中含有 n(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O =25 -130 c 5 2550m0/ol =2.5cmol ，所以质量分数392 980c 980c=2.5c 100%= 100%，故答案为： 100%；a a aA第一次滴定时，锥形瓶用待装液润洗，锥形瓶中亚铁离子的

20、量偏多，消耗的高锰酸 钾偏多， A项正确； B三次使用的高锰酸钾都是一样的，消耗的高锰酸钾体积应是相同 的， B 项错误； C滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡，所消耗的液体体积增加，故 C项正确；故答案为： AC。【点睛】 本题考查了沉淀的转化和物质含量的测定。本题的易错点为 (2)的误差分析，要注意同一实验使用的标准溶液是相同的。4胆矾 (CuSO45H2O)是铜的重要化合物，在工业生产中应用广泛。若改变反应条件可获得 化学式为 Cux(OH)y(SO4)znH2O 的晶体，用热重分析仪对 Cux(OH)y(SO4)znH2O 晶体进行分析 并推断该晶体的化学式。取 3.30 g 晶体样品进

21、行热重分析，所得固体质量的变化曲线如图 所示。已知：体系温度在 650 及以下时，放出的气体只有水蒸气；实验测得温度在 650时，残留固体的组成可视为 aCuObCuSO4；温度在 1 000 以上时，得到的固体为通过计算推断 Cux(OH)y(SO4)znH2O 晶体的化学式：【答案】 Cu2(OH)2SO44H2O【解析】【详解】0.9g3.30g 晶体含水为 3.3g-2.4g 0.9g，n(H2O) 0.05mol，1000以上时，得到的18g/mol1.44g固体为 Cu2O， n(Cu) 20.02mol ，温度在 650时，残留固体的组成可视为144g/molaCuO?bCuSO

22、4，此时设 CuO为 xmol 、 CuSO4 为 ymol ，则x y 0.02， 80x 160y2.4，解得 x y 0.01mol ，0.01mol0.01mol 410.01mol温度 6501000 产生的气体中， n(O)：n(S) 5 3，故答案 为：；3.30g 晶体含水为 3.3g-2.4g 0.9g，n(H2O)0.05mol ，n(Cu)0.02mol ，n(SO42-)0.01mol ，可知 x： z： n 0.02mol ： 0.01mol ： (0.05-0.02/2)mol=2 ： 1： 4，由电荷守恒可知 y2，化学式为 Cu2(OH)2SO44H2O，故答案

23、为： Cu2(OH)2SO44H2O。5方法与规律提炼：(1)某同学利用原电池装置证明了反应 Ag Fe2=AgFe3能够发生，设计的装置如下图所示。为达到目的，其中石墨为 极，甲溶液是 ，证明反应 AgFe2 =AgFe3能够发生的实验操作及现象是 (2)用零价铁 (Fe)去除水体中的硝酸盐 (NO )已成为环境修复研究的热点之一。 Fe 还原水体中 NO3-的反应原理如图所示。上图中作负极的物质是 。正极的电极反应式是 。(3)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种 新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：阴极区的电极反应式为 。 电路

24、中转移 1 mol 电子，需消耗氧气 L(标准状况 )。(4)KClO3 也可采用 “电解法 ”制备，装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式 电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为 ，其迁移方向是 (填 ab或 ba)。学法题：通过此题的解答，请归纳总结书写电极反应式的方法【答案】负 FeSO4 或 FeC2l 溶液 分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液， 同时滴加 KSCN溶液，后者红色加深 铁 NO3-8e10H=NH4+3H2O Fe3+e= Fe2+5.6L 2H 2e= H2 K+ ab 原电池中先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应 物质，并标出相同数目电子的得失；注

25、意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子 是否共存。电解池中电极反应式的书写看阳极材料，如果阳极是惰性电极( Pt、 Au、石墨)，则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写。【解析】【分析】 根据原电池原理，负极发生氧化反应；根据电解池原理，阴极发生还原反应，通过物质的 化合价变化判断反应发生原理，阳离子移动方向与电子移动方向相同，据此回答问题。【详解】(1)已知电池总反应为反应 AgFe2=Ag Fe3，银离子化合价降低，得到电子，作正 极，故石墨一侧仅为导电材料，作负极，甲溶液是含 Fe2+的溶液，可以为 FeSO4 或 FeCl2 溶液。证明反应能够发生，实际上即证

26、明有 Fe3+生成，实验操作及现象是分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加 KSCN溶液，后者红色加深。(2)由图可知，电子从铁电极移到外侧，故铁电极失去电子，发生氧化反应，做负极。正极 NO3-得到电子变为 NH4+，NO3- 8e 10H=NH4+ 3H2O；(3)由题可知， HCl 失去电子变为 Cl2，发生氧化反应，做阳极。阴极区的电极反应式为 Fe3+e= Fe2+， 外侧 Fe2+与氧气反应 4Fe2+O2+4H+= 4Fe3+2H2O，电路中转移 1 mol 电子，需消 耗氧气 0.25mol ，即 5.6L(标准状况 )。(4)由图可知， 阴极溶液为 KOH，

27、根据阳离子放电顺序 H+K+，即电解时阴极的电极反应式 为 2H2e= H2 。阴极得到电子，阳离子向阴极移动，即电解过程中通过阳离子交换膜 的离子主要为 K+，其迁移方向是 ab。归纳电极反应式的书写方法：原电池中先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物 质，并标出相同数目电子的得失；注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是 否共存。电解池中电极反应式的书写看阳极材料，如果阳极是惰性电极( Pt、 Au、石墨)，则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写。6 无水三氯化铬 CrCl3 为紫色单斜晶体，极易潮解和升华，常用作其他铬盐的合成原 料。某课题小组利用 Cr2

28、O3 (浅绿色粉末 ) 、木炭粉和 Cl 2制备无水 CrCl 3并测定其纯度， 制备时用到的实验装置如下。请回答下列问题：2试剂 X、 Y可分别选用下列试剂中的 、 （ 填序号 ） 。装置丁中酒精灯的作用是 。 NaOH溶液 无水CaCl2 碱石灰 酸性 KMnO 4溶液 饱和食盐水3装置乙中使用粗导管的原因为 。4装置丙中发生反应的化学方程式为 。5实验结束后，装置乙中的实验现象为 。6测定样品中三氯化铬的含量。称取 0.6096gCrCl 3样品溶于水配制成 500mL溶液，取 50.00mL 所得溶液于锥形瓶中，加 入 20.00mL0.0200mol L 1的 EDTA Na2H2Y

29、 溶液，充分反应后，加入指示剂，用 0.0100mol L 1的 ZnCl 2标准溶液滴定至终点时，消耗标准溶液的体积为 5.00mL（ 已知：Cr3 H2Y2 CrY 2H 、Zn2 H2Y2 ZnH 2Y） 。该样品中 CrCl 3的质量分数为 （计算结果精确到 1%） 。2若滴定至终点时，发现滴定管尖嘴处有气泡，则测定结果 （ 填“偏高”偏“低”或“无影响 ”） 。【答案】 k j i h d e b c 除去尾气中的可燃性气体 CO， 防止空气污染 防止 CrCl3 堵塞导管 Cr2O3+3C+3Cl2 2CrCl3+3CO 长导管和广口瓶内 壁有紫色固体附着 91% 偏高【解析】 【

30、分析】 利用甲制备氯气，由于 CrCl3 极易潮解，因此必须要除去氯气中的杂质，用饱和食盐水除去 HCl，用浓硫酸进行干燥，洗气时长进短出，通入丙装置中发生反应制备无水三氯化铬，产 品极易升华，得到的为气态的 CrC3l ，用乙进行收集，最后的尾气吸收，尾气包括了多余的 Cl2，用碱石灰吸收，生成的 CO，在尾部点燃。【详解】1甲为氯气的发生装置， Cl2 中含有 HCl 和水蒸气，用饱和食盐水除去 HCl，用浓硫酸进 行干燥，洗气时长进短出，通入丙装置中发生反应制备无水三氯化铬，产品极易潮解和升 华，用乙进行收集，所以连接顺序为： k j i h d e b c ； 故答案为： k j i h d e b c ；2未避免外界空气中的水蒸气进入装置导致产品潮解，则在装置丁中应装有碱石灰，试剂 Y 为饱和食盐水；制备时发生的反应为： Cr2O3+3C+3C2l 2CrCl3+3CO，则酒精灯的作 用是除去尾气中的可燃性气体 CO，防止空气污染；5 装置乙为收集装置，则其中现象为：长导管和广口瓶内壁有紫色固体附着； 故答案为：长导管和广口