备战高考化学压轴题专题复习——化学反应原理的综合

备战高考化学压轴题专题复习——化学反应原理的综合

一、化学反应原理

1．三草酸合铁酸钾K3[Fe(C2O4)3]·3H2O是一种绿色晶体，易溶于水，难溶于乙醇等有机溶剂，光照或受热易分解。实验室要制备K3[Fe(C2O4)3]·3H2O并测定2-24CO的含量。请回答下列相关问题。

I．FeC2O4·2H2O的制备

向烧杯中加入5.0g(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O、15mL蒸馏水、1mL3moL/L的硫酸，加热溶解后加入25mL饱和H2C2O4溶液，继续加热并搅拌一段时间后冷却，将所得FeC2O4·2H2O晶体过滤、洗涤。

（1）制备FeC2O4·2H2O时，加入3mol／L硫酸的作用是________________________。

II．K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的制备

向I中制得的FeC2O4·2H2O晶体中加入10mL饱和K2C2O4溶液，水浴加热至40℃，缓慢加入过量3％的H2O2溶液并不断搅拌，溶液中产生红褐色沉淀，H2O2溶液完全加入后将混合物加热煮沸一段时间，然后滴加饱和H2C2O4溶液使红褐色沉淀溶解。向溶液中再加入10mL无水乙醇，过滤、洗涤、干燥。

（2）制备过程中有两个反应会生成K3[Fe(C2O4)3]，两个化学方程式依次是：______________________、2Fe(OH)3+3K2C2O4+3H2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]+6H2O。

（3）H2O2溶液完全加入后将混合物加热煮沸一段时间的目的是______________________。

III．2-24CO含量的测定

称取0.22gⅡ中制得的K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体于锥形瓶中，加入50mL蒸馏水和15mL3mol／L的硫酸，用0.02000mol／L的标准KMnO4溶液滴定，重复3次实验平均消耗的KMnO4溶液体积为25.00mL。

（4）滴定时KMnO4溶液应盛放在_____________(填仪器名称)中，判断滴定终点的依据是_________________。

（5）滴定终点时，所得溶液中的溶质除硫酸外，还有__________________________(写化学式)，K3[Fe(C2O4)3]·3H2O样品中2-24CO的质量分数是____________________。

【答案】抑制2Fe的水解（答案合理即可）

2422422324336FeCO6KCO3HO404KFeCO2FeOH℃ 分解过量的22HO（答案合理即可） 酸式滴定管 最后一滴标准4KMnO溶液滴入后，溶液变为浅红色且30s不再改变 244243KSOMnSOFeSO、、 50%

【解析】

【分析】

（1）制备242FeCO2HO时，加入3mol/L硫酸的作用是抑制2Fe的水解；

（2）根据信息第一个生成K3[Fe(C2O4)3]的化学方程式是2422422324336FeCO6KCO3HO404KFeCO2FeOH℃； （3）为避免其干扰后续实验，可将混合物加热煮沸，使过量的22HO分解；

（4）4KMnO溶液有强氧化性，会腐蚀橡胶；

（5）草酸根被氧化生成二氧化碳，高锰酸根离子中的Mn被还原生成2Mn，所以溶液中除过量硫酸外，还有244KSOMnSO、和243FeSO；由题给数据计算可得。

【详解】

（1）(NH4)2Fe(SO4)2为强酸弱碱盐，NH4+、2Fe在溶液中水解使溶液成酸性，加入少量的稀硫酸可以抑制Fe2+的水解，有利于FeC2O4·2H2O的制备，故答案为：抑制Fe2+的水解；

（2）由题给信息可知，FeC2O4和K2C2O4在40℃条件下与双氧水反应生成K3[Fe(C2O4)3]和氢氧化铁沉淀，反应的化学方程式为2422422324336FeCO6KCO3HO404KFeCO2FeOH℃，故答案为：2422422324336FeCO6KCO3HO404KFeCO2FeOH℃；

（3）由于加入了过量的22HO，为避免其干扰后续实验，可将混合物加热煮沸，使过量的22HO分解，故答案为：分解过量的22HO；

（4）4KMnO溶液有强氧化性，会腐蚀橡胶，应盛放在酸式滴定管中；当完全反应时，再滴入一滴酸性高锰酸钾溶液，溶液会变为浅红色，且半分钟不褪色，故答案为：酸式滴定管；最后一滴标准4KMnO溶液滴入后，溶液变为浅红色且30s不再改变；

（5）草酸根被氧化生成二氧化碳，高锰酸根离子中的Mn被还原生成2Mn，所以溶液中除过量硫酸外，还有244KSOMnSO、和243FeSO三种溶质；由题意可知，32423KFeCO3HO晶体中224CO的质量为0.025L0.02mol/L2.588g/mol0.11g，则224CO的质量分数为0.11g0.22g×100%=50%，故答案为：244KSOMnSO、、243FeSO；50%。

2．高氯酸铵44NHClO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2Og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)

①装置A、B、C、D中盛放的药品可以依次为__________(选填序号：Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ)。

Ⅰ.碱石灰、湿润的淀粉KI试纸、氢氧化钠溶液、Cu

Ⅱ.无水硫酸铜、湿润的红色布条、氢氧化钠溶液、Cu

Ⅲ.无水硫酸铜、湿润的淀粉KI试纸、饱和食盐水、Cu

②装置E收集到的气体可能是_____________(填化学式)。

4经查阅资料，该小组利用反应NaClO4(aq)+NH4Cl(aq)90℃NH4ClO4(aq)+NaCl(aq)在实验室制取44NHClO，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NH4ClO4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NH4Cl，则上述反应不需要外界供热就能进行，其原因是_______________________________。

5研究小组通过甲醛法测定所得产品NH4ClO4的质量分数。[已知：NH4ClO4的相对分子质量为117.5；NH4ClO4与甲醛反应的离子方程式为424264NH6HCHOCHNH3H6HO，26CHN4H26CHN4H 6K710]

实验步骤：

步骤Ⅰ.称取7.05g样品。

步骤Ⅱ.将样品溶解后，完全转移到250mL容量瓶中，定容，充分摇匀。

步骤Ⅲ.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NaOH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“Ⅰ”或“Ⅱ”)中，判断达到滴定终点的现象是__________。

②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/mL

1 0.20 24.30

2 1.00 24.90

3 0.20 21.20

则所用标准溶液的体积为___________mL，若NaOH标准溶液的浓度为10.1000mol?L，则该产品中44NHClO的质量分数为_____________。

【答案】7 Δ4422222NHClONCl2O4HOg Ⅱ 2N 蒸发浓缩 冷却结晶 氨气与浓盐酸反应放出热量 Ⅱ 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 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：1x240，则x7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N2、Cl2和O2，反应的化学方程式为：Δ4422222NHClONCl2O4HOg，故答案为：Δ4422222NHClONCl2O4HOg；

3①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，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：Ⅱ；

②装置E收集到的气体可能是2N，故答案为：2N； 4①由图可知，44NHClO的溶解度受温度影响很大，NaCl的溶解度受温度影响不大，4NHCl、4NaClO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44NHClO，故从混合溶液中获得较多44NHClO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；

②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：氨气与浓盐酸反应放出热量；

5NaOH①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：Ⅱ；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；

②三次实验所耗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44NaOHNHClO～，该产品中44NHClO的质量分数为3250mL0.1000mol/L24.0010L117.5g/mol25.00mL100407.05g％％，故答案为：24.00；40％。

3．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-1 MgSO4溶液和0.5mol·L-1 NH4HCO3溶液。

步骤2：用量筒量取500mL NH4HCO3溶液于1000mL三颈烧瓶中，开启搅拌器。温度控制在50℃。

步骤3：将250mL MgSO4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。