备战高考化学易错题专题训练-化学反应与能量练习题

备战高考化学易错题专题训练-化学反应与能量练习题

一、化学反应与能量练习题（含详细答案解析）

1．五氧化二钒常用作化学工业中的催化剂，广泛用于冶金、化工生产。一种以粗钒（主要含有V2O5、V2O4，还有少量Fe3O4、Al2O3、SiO2等）为原料生产五氧化二钒的工艺流程如下：

已知：①部分含钒物质的溶解情况：（VO2）2SO4易溶于水，VOSO4可溶于水，NH4VO3难溶于水。

②部分金属离子[c（M n+）=0.1 mol/L]形成氢氧化物及氢氧化物溶解与pH的关系如下表：

回答下列问题：

（l）“研磨”的目的是___，“酸溶”时V2O5发生反应的化学方程式为____ 。

（2）加入NaCIO溶液，含钒元素的粒子发生反应的离子方程式为___。

（3）向三颈烧瓶中加入NaOH溶液时实验装置如图所示，虚线框中最为合适的仪器是___（填标号），调节溶液的pH范围为___，滤渣b为___（写化学式）。

（4）实验显示，沉钒率的高低与温度有关，如图是沉钒率随温度的变化曲线，则沉钒时的加热方法为___。温度高于80℃，沉钒率下降，其可能原因是____

【答案】增大固体与酸溶液的接触面积，加快反应速率，提高原料的利用率

V2O5+H2SO4=(VO2)2SO4+H2O 2VO2++ClO-+H2O=2VO2++Cl-+2H+ D 4.7≤pH＜7.8 Fe(OH)3、

Al(OH) 水浴加热(热水浴) 温度高于80℃，NH4+水解程度增大成为主要因素，由于NH4+浓度减小，沉钒率下降

【解析】

【分析】

粗钒(主要含有V2O5、V2O4，还有少量Fe3O4、Al2O3、SiO2等)经过研磨粉碎，加入硫酸进行酸浸，V2O5、V2O4，还有少量Fe3O4、Al2O3被硫酸溶解形成含有VO2+、VO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+的浸出液，由于SiO2不与硫酸反应，经过滤后，得到的滤渣a为SiO2，滤液a为含有VO2+、VO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+的滤液，向滤液a中加入具有强氧化性的NaClO溶液，将滤液中的VO2+、Fe2+氧化为VO2+、Fe3+，再加入氢氧化钠溶液，调节溶液pH值，将滤液中的Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去，过滤后得到的滤渣b为Fe(OH)3、Al(OH)3、滤液b为主要含有VO2+的滤液，加入饱和氯化铵溶液，使VO2+转化为NH4VO3沉淀，对生成的NH4VO3沉淀高温煅烧，获得V2O5，据此分析解答。

【详解】

(l)“研磨”可将块状固体变为粉末状，目的是增大固体与酸溶液的接触面积，加快反应速率，提高原料的利用率；“酸溶”时V2O5被硫酸溶解形成VO2+，发生反应的化学方程式为

V2O5+H2SO4=(VO2)2SO4+H2O；

(2)根据分析，向滤液a中加入具有强氧化性的NaClO溶液，将滤液中的VO2+、Fe2+氧化为VO2+、Fe3+，含钒元素的粒子发生反应的离子方程式为2VO2++ClO-+H2O=2VO2++Cl-+2H+；(3)加入氢氧化钠溶液，调节溶液pH值，将滤液中的Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去，根据部分金属离子[c(M n+)=0.1 mol/L]形成氢氧化物及氢氧化物溶解与pH的关系表格数据可知， pH值为2.8时，Fe(OH)3完全沉淀，pH值为4.7时，Al(OH)3完全沉淀，pH 值为7.8时，Al(OH)3开始溶解，调节溶液的pH范围为4.7≤pH＜7.8，滤渣b为Fe(OH)3、Al(OH)3，向三颈烧瓶中加入NaOH溶液时，虚线框中最为合适的仪器是恒压漏斗，能保证仪器内外压强相等，使氢氧化钠溶液顺利流下，答案选D；

(4)由图像可知，当温度为80℃左右钒的沉淀率最高，酒精灯的火焰温度太高，不能直接用酒精灯加热，则在该温度下加热方法应使用水浴加热；沉钒过程中使用的是饱和氯化铵溶液，铵根离子可水解，温度越高水解程度越大，铵盐不稳定，受热易分解生成氨气，温度高于80℃，NH4+水解程度增大成为主要因素，溶液中NH4+浓度减小，使沉钒率下降。

2．以镍废料(主要成分为镍铁合金，含少量铜)为原料，生产NiO的部分工艺流程如下：

已知：下表列出了几种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1.0 mol·L－1计算)。

氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2

（1）“除铁”时需控制溶液的pH 范围为________。 （2）“滤渣”的主要成分为________(填化学式)。

（3）“沉镍”时得到碱式碳酸镍[用xNiCO 3·

yNi(OH)2表示]沉淀。 ①在隔绝空气条件下，“煅烧”碱式碳酸镍得到NiO ，该反应的化学方程式为________。 ②“沉镍”时，溶液pH 增大，碱式碳酸镍中Ni 元素含量会增加，原因是________。 【答案】3.3≤pH<7.7 CuS xNiCO 3·

yNi(OH)2煅烧

(x ＋y)NiO ＋xCO 2↑＋yH 2O Ni(OH)2中Ni 含

量高于NiCO 3，pH 越大，碱式碳酸镍中Ni(OH)2比例增大 【解析】 【分析】

以镍废料（主要成分为镍铁合金，含少量铜）为原料，加入硫酸、硝酸酸浸，Ni 转化为NiSO 4，同时生成亚铁离子、铁离子、铜离子等，加入过氧化氢，可氧化亚铁离子生成铁离子，加入氢氧化钠调节pH 可生成氢氧化铁沉淀，然后通入硫化氢生成CuS 沉淀，达到除铜的目的，在滤液中加入碳酸钠溶液可生成xNiCO 3•yNi(OH)2，煅烧可生成NiO ；

(1)根据表格数据分析“除铁”时要求铁离子全部除掉需要的pH ； (2) S 2-可与Cu 2+反应生成CuS 沉淀；

(3)①在隔绝空气条件下，“煅烧”碱式碳酸镍得到NiO ，xNiCO 3·yNi(OH)2高温下分解生成NiO 、CO 2和H 2O ；

②pH 越大，溶液碱性越强，结合碱式碳酸镍[用xNiCO 3·yNi(OH)2表示]组成分析； 【详解】

(1) “除铁”时要求铁离子全部除掉，pH ≥3.3，镍离子和铜离子留在溶液中，pH<7.7，所以需控制溶液的pH 范围为3.3≤pH<7.7；

(2)向除铁后的滤液中通入H 2S 气体，发生反应H 2S+Cu 2+=CuS↓+2H +，因此滤渣的成分为CuS ；

(3)①在隔绝空气条件下，“煅烧”碱式碳酸镍得到NiO ，xNiCO 3·yNi(OH)2高温下分解生成NiO 、CO 2和H 2O ，其化学方程式为：xNiCO 3·yNi(OH)2

煅烧

(x ＋y)NiO ＋xCO 2↑＋yH 2O ；

②碱式碳酸镍[用xNiCO 3·

yNi(OH)2表示]沉淀中Ni(OH)2中Ni 含量高于NiCO 3，pH 越大，碱式碳酸镍中Ni(OH)2比例增大，所以碱式碳酸镍中Ni 元素含量会增加。 【点睛】

题目难度不大，需要考生注意分析题目提供的表格信息和流程图中物质转化信息，如：根 “除铁”时要求铁离子全部除掉需要的pH ，直接可用表格中的数据获得取值范围。

3．() 1以2CO 和3NH 为原料合成尿素是利用2CO 的成功范例。在尿素合成塔中的主要反