高考化學大二輪復習 第3部分訓練 非選擇題專項練6

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訓練(十四)　非選擇題專項練(6) 1．某校興趣小組對SO2與新制Cu(OH)2懸濁液的反應進行探究，裝置如下： 實驗如下： 序號 試管中的藥品 現(xiàn)象 Ⅰ 1.5 mL 1 molL－1 CuSO4溶液和3.5 mL 1 molL－1 NaOH溶液混合 開始時有磚紅色沉淀A出現(xiàn)，一段時間后，磚紅色沉淀消失，靜置，試管底部有少量紫紅色固體B，溶液呈藍色 Ⅱ 1.5 mL 1 molL－1 CuCl2溶液和3.5 mL 1 molL－1 NaOH溶液混合 開始時有淺紅色沉淀出現(xiàn)，一段時間后，淺紅色沉淀消失，靜置，生成大量白色沉淀C，溶液呈藍色 查閱資料如下：CuCl為白色固體，難溶于水，乙醇、乙酸等，能溶于濃鹽酸，也能溶于濃或稀硝酸溶液，CuCl被氧化。 (1)甲同學通過補充兩個實驗： ①證明實驗Ⅰ中觀察到的磚紅色沉淀A是Cu2O。取少量Cu2O固體于試管中，加5 mL蒸餾水，向其中持續(xù)通入SO2，一段時間后，靜置，試管底部有少量紫紅色固體，溶液呈藍色，則說明磚紅色沉淀是Cu2O。其反應的方程式是_____________________________________________________________________。 ②甲同學重新用實驗Ⅱ的方法制備新制Cu(OH)2懸濁液，過濾，用蒸餾水洗滌干凈。向洗凈后的Cu(OH)2中加入5 mL蒸餾水，再持續(xù)通入SO2氣體，現(xiàn)象與實驗Ⅰ相同。 檢驗Cu(OH)2洗滌干凈的方法是______________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)同學們對白色沉淀的成分繼續(xù)進行探究。 ①請幫助乙同學證明C為CuCl，設計簡單的實驗方案：__________________ _____________________________________________________________________。 ②丙同學向洗滌得到的19.9 g C中加入足量的稀硝酸，得到藍色溶液，此過程中反應的離子方程式為：________________________。向溶解后的溶液中加入足量的AgNO3溶液，過濾、洗滌、干燥，得到27.9 g白色沉淀。這種實驗結(jié)果________(“偏小”、“偏大”或“不變”)，可能原因是_____________________。 (3)工業(yè)上制備CuCl還可以用：將Na2SO3的水溶液逐滴加入CuCl2的水溶液中，傾出部分清液，抽濾出沉淀，沉淀依次用36%的乙酸，無水乙醇洗滌多次，得白色粉末固體，真空或者充氮氣保存。 ①抽濾出沉淀操作時用到了抽濾瓶、布氏漏斗、______________等儀器和用品。 ②沉淀依次用36%的乙酸，無水乙醇，無水乙醚洗滌多次的目的是__________________。 解析　實驗Ⅰ和Ⅱ的不同點是配制Cu(OH)2的溶液時銅鹽的陰離子不同，導致現(xiàn)象不同。在實驗Ⅱ中，白色沉淀C的生成一定與Cl－有關，試題給出了CuCl的一些性質(zhì)，是解決問題的關鍵。 (1)①Cu2O固體加蒸餾水，通入SO2，試管底部有少量紫紅色固體Cu，溶液呈藍色Cu2＋，說明Cu2O發(fā)生了歧化反應，同時SO2被氧化，故反應的方程式是2Cu2O＋SO2===CuSO4＋3Cu。②甲同學重新作實驗Ⅱ的方法制備新制Cu(OH)2懸濁液，過濾，用蒸餾水洗滌干凈，防止Cu(OH)2中含有Cl－，故取適量的最后一次洗滌液于試管中，向其中滴加少量硝酸酸化的AgNO3溶液，不出現(xiàn)白色沉淀，證明Cu(OH)2洗滌干凈。(2)①由實驗流程可知：后面實驗加入蒸餾水得到白色沉淀分析銅鹽只要CuCl，開始是CuCl被溶解，能夠溶解的試劑有濃鹽酸和硝酸溶液；而CuCl溶于硝酸后生成Cu(NO3)2溶液，再加入蒸餾水，白色沉淀不會溶解，故先加入的是濃鹽酸。②CuCl溶于稀硝酸，產(chǎn)生了氣體NO，CuCl中的銅元素被氧化；有CuCl～AgCl可知：m(AgCl)==28.7 g，而實際沉淀為27.9 g，偏小，說明AgCl有損失，指出損失的合理原因即可。 (3)抽濾出沉淀操作時用到了抽濾瓶、布氏漏斗及玻璃棒、濾紙等；因為Na2SO3與CuCl2反應為Na2SO3＋2CuCl2＋H2O===Na2SO4＋2CuCl＋2HCl，故過濾后殘留在CuCl表面是鈉鹽和酸，用36%的乙酸是為了除去這些雜質(zhì)，而后無水乙醇是為了除去乙酸和水，快速干燥，防止氧化。 答案　(1)①2Cu2O＋SO2===CuSO4＋3Cu ②取適量的最后一次洗滌液于試管中，向其中滴加少量硝酸酸化的AgNO3溶液，不出現(xiàn)白色沉淀，證明Cu(OH)2洗滌干凈 (2)①白色沉淀C白色沉淀溶解出現(xiàn)白色沉淀 ②3CuCl＋4H＋＋NO===3Cu2＋＋NO↑＋2H2O＋3Cl－　偏小　AgCl在干燥過程中有少量分解(其他合理答案也可) (3)①玻璃棒、濾紙 ②36%的乙酸是為了除去CuCl沉淀表面的酸和鈉鹽；無水乙醇是為了除去乙酸和水，快速干燥，防止氧化 2．蘭尼鎳是一種帶有多孔結(jié)構(gòu)的細小晶粒組成的鎳鋁合金，被廣泛用作有機物的氫化反應的催化劑。以紅土鎳礦(主要成分為NiS、FeS和SiO2等)為原料制備蘭尼鎳的工藝流程如下圖所示： (1)在形成Ni(CO)4的過程中，碳元素的化合價沒有變化，則Ni(CO)4中的Ni的化合價為________； (2)已知紅土鎳礦煅燒后生成Ni2O3，而加壓酸浸后浸出液A中含有Ni2＋，寫出有關鎳元素的加壓酸浸的化學反應方程式_______________________________； (3)向浸出液A中通入H2S氣體，反應的離子方程式是______________________； (4)“高溫熔融”時能否將通入氬氣換為CO并說明原因____________________； (5)“堿浸”的目的是使鎳產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu)，從而增強對氫氣的強吸附性，此過程中發(fā)生反應的離子方程式為__________________________。浸出反應所用的NaOH溶液的濃度要大，若NaOH溶液較稀時，則會產(chǎn)生少量的Al(OH)3沉淀而阻止浸出反應的持續(xù)進行，請用化學反應原理加以解釋： _____________________ _____________________________________________________________________。 (6)浸出液B可以回收，重新生成鋁以便循環(huán)利用。請設計簡單的回收流程：浸出液B→___________________________________________________________。 (示例：CuOCu2＋Cu) 解析　(1)在Ni(CO)4中，碳元素的化合價與CO相同，為＋2價，故Ni的化合價為0； (2)已知紅土鎳礦煅燒后生成Ni2O3，而加壓酸浸后浸出液A中含有Ni2＋，說明Ni元素被還原，另外，在硫酸中反應只能是O元素被氧化為O2，故有關鎳元素的加壓酸浸的化學反應方程式是2Ni2O3＋4H2SO4===4NiSO4＋O2↑＋4H2O； (3)浸出液A中含有大量的Ni2＋、少量的H＋和Fe3＋，通入H2S時，F(xiàn)e3＋發(fā)生還原反應：H2S＋2Fe3＋===2Fe2＋＋2H＋＋S↓； (4)“高溫熔融”時不能將通入氬氣換為通入CO，因為冷卻時，CO能與Ni反應生成Ni(CO)4； (5)“堿浸”的目的是溶解鎳鋁合金中的Al，使鎳產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu)，從而增強對氫氣的強吸附性，Al溶于NaOH溶液時發(fā)生反應的離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；浸出反應所用NaOH溶液的濃度要大，因為Al溶于堿液生成AlO時在水中存在下列平衡：AlO＋2H2OAl(OH)3＋OH－，OH－濃度過小，抑制AlO的水解程度過小，所以，產(chǎn)生的Al(OH)3就會沉積下來進而阻止浸出反應的持續(xù)進行。 (6)浸出液B中存在AlO，首先要將AlO沉淀下來，一般是通入足量的CO2生成Al(OH)3，然后脫水生成Al2O3，最后將Al2O3在熔融的狀態(tài)下電解即可得到金屬鋁(加入冰晶石可以降低Al2O3的熔點)。 答案　(1)0 (2) 2Ni2O3＋4H2SO4===4NiSO4＋O2↑＋4H2O (3)H2S＋2Fe3＋===2Fe2＋＋2H＋＋S↓ (4)不能，因為冷卻時，CO能與Ni反應生成Ni(CO)4 (5)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ 因為Al溶于堿液生成AlO時在水中存在下列平衡：AlO＋2H2OAl(OH)3＋OH－，OH－濃度過小，抑制AlO的水解程度過小，所以，產(chǎn)生的Al(OH)3就會沉積下來進而阻止浸出反應的持續(xù)進行 (6)Al(OH)3Al2O3Al 3．科學研究表明，當前應用最廣泛的化石燃料到本世紀中葉將枯竭，解決此危機的唯一途徑是實現(xiàn)燃料和燃燒產(chǎn)物之間的良性循環(huán)： (1)一種常用的方法是在230 ℃、有催化劑條件下將CO2和H2轉(zhuǎn)化為甲醇蒸汽和水蒸氣。下圖是生成1 mol CH3OH時的能量變化示意圖。 已知破壞1 mol不同共價鍵的能量(kJ)分別是： C—H C—O C==O H—H H—O 413.4 351 745 436 462.8 已知E1=8.2 kJmol－1，則E2=________kJmol－1。 (2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2 L的恒容密閉容器中進行如下反應： CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下三組數(shù)據(jù)： 實驗 溫度/℃ 起始量 達到平衡 CO/mol H2O/mol H2/mol CO轉(zhuǎn)化率 所需時間/min 1 650 4 2 1.6 6 2 900 2 1 3 3 900 a b c t ①該反應的ΔH________0(填“<” 或“>” )。 ②實驗2條件下的平衡常數(shù)K=________。 ③實驗3中，若平衡時H2O的轉(zhuǎn)化率為，則a/b=________，c=________。 ④實驗4，若900 ℃時，在容器中加入CO、H2O、CO2、H2各1 mol，則此時v正________v逆(填“<” ，“>”或“=”)。 (3)捕捉CO2可以利用Na2CO3溶液。先用Na2CO3溶液吸收CO2生成NaHCO3，然后使NaHCO3分解，Na2CO3可以進行循環(huán)使用。將100 mL 0.1 molL－1 Na2CO3的溶液中通入112 mL(已換算為標準狀況)的CO2，溶液中沒有晶體析出，則： ①反應后溶液中的各離子濃度由大到小的順序是____________。 ②反應后的溶液可以作“緩沖液”(當往溶液中加入一定量的酸和堿時，有阻礙溶液pH變化的作用)，請解釋其原理_____________________________________ _____________________________________________________________________。 解析　(1)由反應：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)可知，ΔH=(7452＋4363－413.43－351－462.83)kJmol－1=－181.6 kJmol－1；又E1－E2=ΔH，可知E2=189.8 kJmol－1。 (2)①650 ℃時CO的轉(zhuǎn)化率為=0.4大于，加壓不影響平衡狀態(tài)，故升高溫度平衡逆向一定，正反應放熱，ΔH＜0；②K===1；③因為900 ℃時的K=1，將實驗2中的CO和H2O濃度互換，則K值不變，若平衡時，H2O的轉(zhuǎn)化率為，則a/b=1/2，c=；④實驗4，若900 ℃時，在容器中加入的CO、H2O、CO2、H2均為1 mol，同一容器的體積相同，各物質(zhì)的濃度也相同，所以Qc=1，Qc=K，該可逆反應達到平衡，此時v正=v逆。 (3)①原溶液中n(Na2CO3)=10010－3L0.1 molL－1=0.01 mol；標準狀況下112 mL的CO2的物質(zhì)的量為0.005 mol。由反應Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3可知，反應后的溶液中剩余n(Na2CO3)=0.005 mol、生成n(NaHCO3)=0.005 mol。因為CO的水解生成HCO且比水解HCO能力強，溶液顯堿性，故有：c(Na＋)＞c(HCO)＞c(CO)＞c(OH－)＞c(H＋)。 ②反應后的溶液存在HCOCO＋H＋，加入少量的酸，平衡逆向移動，溶液pH變化不大；加入少量的堿平衡正向移動，溶液pH變化也不大，故該溶液可以作“緩沖液”。 答案　(1)189.8　(2)①

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