高考化学复习(江苏专用)高考冲刺练:高考化学21题第二十题图像、表格综合应用题(含答案解析)
- 格式:doc
- 大小:341.00 KB
- 文档页数:6
第二十题图像、表格综合应用题1. (2013 ·苏,江19)柠檬酸亚铁 (FeC6H 6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO4·7H2O) 通过下列反应制备:FeSO4+Na 2CO3===FeCO3↓+ Na2SO4FeCO3+ C6H8O7===FeC6H6O7+ CO2↑+ H2O下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的 pH 按金属离子浓度为- 11.0 mol L·计算 )。
金属离子开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pH+3Fe1.1 3.2Al 3 + 3.0 5.02 +Fe5.8 8.8(1) 制备 FeCO3时,选用的加料方式是 ________( 填字母 ),原因是 ________________ 。
a.将 FeSO4溶液与 Na2CO3溶液同时加入到反应容器中b.将 FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na 2CO3溶液的反应容器中c.将 Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中(2) 生成的 FeCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是___________________ 。
(3) 将制得的 FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,80 ℃下搅拌反应。
①铁粉的作用是__________________________ 。
②反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法是 ________________________________________________________________ 。
(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚铁晶体。
分离过程中加入无水乙醇的目的是________________________ 。
(5) 某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe2O3、 SiO2、 Al 2O3)出发,先制备绿矾,再合成柠檬酸亚铁。
请结合右图的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O 晶体的实验步骤 (可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH 溶液 ):向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应,________ ,得到 FeSO4溶液, ________ ,得到FeSO ·7H O 晶体。
4 2答案(1)c 避免生成 Fe(OH) 2沉淀(2) 取最后一次的洗涤滤液 1~ 2 mL 于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl 2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净(3) ①防止+ 2 价的铁元素被氧化②加入适量柠檬酸让铁粉反应完全(4)降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出(5) 方法一:过滤,向反应液中加入足量的铁粉,充分搅拌后,滴加NaOH 溶液调节反应液的 pH 约为 5,过滤;方法二:过滤,向滤液中滴加过量的NaOH 溶液,过滤,充分洗涤固体,向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解,再加入足量的铁粉,充分搅拌后,过滤( 滴加稀硫酸酸化, )加热浓缩得到 60 ℃饱和溶液,冷却至0 ℃结晶,过滤,少量冰水洗涤,低温干燥解析 (1)由表格中的数据可知 Fe2+在 pH = 5.8 时开始沉淀, pH =8.8 时沉淀完全,因此在制备过程中要避免Fe2+生成 Fe(OH) 2沉淀,由于 FeSO4 溶液显酸性, Na2CO3溶液显碱性,所以将Na2 CO3溶液加入 FeSO4溶液中。
(2)FeCO 3 沉淀中含有的可溶性杂质为Na 2SO4,是否洗涤完全主要检验洗涤液中是否含有2(3)铁粉的作用是防止2 SO4-。
Fe +被氧化。
由于柠檬酸能与铁粉反应,除铁只需加入适量柠檬酸。
(4)分离过程中加入无水乙醇是为了降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于柠檬酸亚铁晶体的析出。
(5) 由于 Fe2O3 中含有 SiO2、 Al 2O3杂质,酸溶后 SiO 2不溶,可过滤除去。
溶液中主要有Fe3+及杂质Al 3+,要除去杂质Al 3+,一是使 Al 3+生成 Al(OH) 3 沉淀除去,由表中信息可知Al 3+完全沉淀的 pH = 5.0,此时 Fe3+完全沉淀,因此先加铁粉将Fe3+还原为 Fe2+,再调节 pH = 5.0,除去 Al 3+。
二是使 Fe3+生成沉淀,过滤得固体再溶解得Fe2(SO4)3,再加铁粉还原。
由 FeSO4溶液制得 FeSO4·7H 2O 晶体,采用冷却结晶的方法,先制取饱和溶液再降温结晶。
由溶解度曲线可知,温度高于60 ℃时绿矾的溶解度下降,因此需配成60 ℃的饱和溶液再降温至0 ℃,过滤,由于绿矾的溶解度随温度的升高而增大,故用冰水洗。
2. (2013 ·海,六上)镍具有优良的物理和化学特性,是许多领域尤其是高技术产业的重要原料。
羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为50℃( Ⅰ)Ni(s) + 4CO(g)Ni(CO) 4 (g)H=- Q(Q>0)230℃( Ⅱ)Ni(CO) 4(g) Ni(s) + 4CO(g)完成下列填空:(1) 在温度不变的情况下,要提高反应(Ⅰ )中 Ni(CO) 4的产率,可采取的措施有 ________、________ 。
(2) 已知在一定条件下的 2 L 密闭容器中制备 Ni(CO) 4,粗镍 (纯度 98.5%,所含杂质不与CO 反应 )剩余质量和反应时间的关系如下图所示。
Ni(CO) 4在 0~ 10 min 的平均反应速率为 ________。
(3) 若反应Ⅱ达到平衡后,保持其他条件不变,降低温度,重新达到平衡时________。
a.平衡常数K 增大b. CO 的浓度减小c. Ni 的质量减小d. v 逆[Ni(CO) 4]增大(4) 简述羰基法提纯粗镍的操作过程:________________________________________________________________________________________________________________ 。
答案(1)及时移走Ni(CO) 4加压-1-1(2)0.05 mol L ··min(3)bc(4)先将粗镍与 CO 在 50 ℃的条件下反应生成羰基镍,然后将羰基镍转移到另一容器中,升温到 230 ℃,热解得到纯镍。
解析第 (1)题,反应Ⅰ是正向气体体积缩小的放热反应,因此,根据平衡移动原理在温度不变的情况下可采取及时移走Ni(CO) 4、加压的方法提高产率;第(2)题,根据题意,反应的 Ni 为 1 mol ,则生成的 Ni(CO) 4为 1 mol ,反应速率为 1 mol/(2 L ×10 min) = 0.05 mol ·L-1·min -1;第 (3) 题,反应Ⅱ是正向气体体积增大的吸热反应,则降低温度平衡逆向移动,平衡常数 K、 CO 的浓度、 Ni 的质量、 v 逆[Ni(CO) 4] 均减小;第 (4) 题,根据反应(1)(2) 的特点可提纯粗镍。
3.甲醇 (CH 3OH) 是一种重要的化工原料,合成甲醇的主要反应为CO(g) +2H 2(g) CH 3OH(g) ,反应过程中的能量变化如图所示:(1)CO(g) + 2H2(g)CH 3OH(g)H ________ 0( 填“<”、“=”或“>”)。
(2)一定条件下,上述反应在一密闭容器中达到平衡。
该反应平衡常数的表达式为________ ;结合该表达式分析,在保证H 2浓度不变的情况下,增大容器的压强,平衡___________________________________________________________________( 填字母 )。
A.向正反应方向移动B.向逆反应方向移动C.不移动(3) 如图表示该反应在某一时间段中反应速率与反应过程的关系(t2、t 4、t5时刻改变的条件都只有一个,且各不相同)。
各阶段对应的平衡常数如表所示:t1~ t2 t 3~ t4 t4~ t5 t6~ t7K 1 K2 K 3 K 4请判断各平衡常数之间的大小关系:________(用“>”、“<”或“=”连接)。
(4)原料气的加工过程中常常混有一定量的 CO2,为了研究不同温度下 CO2对该反应的影响,以CO2、CO 和 H 2的混合气体为原料在一定条件下进行实验,结果表明,原料气各组分含量不同时,反应生成甲醇和副产物甲烷的碳转化率都是不相同的。
实验数据见下表:由上表数据可得出多个结论:结论一:在一定条件下,反应温度越高,生成甲醇的碳转化率________。
结论二: ________________________________________________________________ 。
答案(1)<3 2 2(2) K= c(CH OH)/[ c(CO) ·c (H )] C(3)K1>K 2= K3= K4(4)越高原料气中含少量 CO2有利于提高生成甲醇的碳转化率, CO2含量过高生成甲醇的碳转化率又降低4. (1) 已知:蒸发 1 mol Br 2(l) 需要吸收的能量为30 kJ,其他相关数据如下表:物质H2(g) Br2(g) HBr(g)1 mol 分子中化学键断裂时需436 200 369要吸收的能量 /kJH 2(g) +Br 2(l)===2HBr(g) H= ________。
(2) 常温下,将pH 均为 2 的氢溴酸、醋酸稀释100 倍后,有一种酸的pH= 4。
请写出氢溴酸在水溶液中电离的方程式:____________________________________________ 。
-1(3) 常温下,用 0.100 0 mol L · NaOH 溶液分别滴定20.00 mL 0.100 0 mol L -1 ·HBr溶液和20.00 mL-10. 100 0 mol L· CH 3COOH 溶液,得到 2 条滴定曲线,如图所示:①根据图 1 和图 2 判断,滴定HBr 溶液的曲线是________(填“图 1”或“图2” );②a= ________ mL ;③c(Na +)= c(CH 3COO - )的点是 ________点;④ E 点对应溶液中离子浓度由大到小的顺序为__________ 。
答案 (1)- 72 kJ ·mol -1(2)HBr===H ++ Br-(3) ①图 1 ② 20.00 ③ D+--+④ c(Na )>c(CH 3COO ) >c(OH )> c(H )解析 (1)根据断键时吸收能量,成键时放出能量,H 2(g)+ Br 2(l)===2HBr(g) H= (436+ 200+ 30- 2× 369)=--1 72 kJ mol· 。