【新教材】高考化學(xué)21題等值模擬【第20題】及答案

新教材適用·高考化學(xué)第二十題圖像、表格綜合應(yīng)用題1 (2013·江蘇，19)檸檬酸亞鐵(FeC6H6O7)是一種易吸收的高效鐵制劑，可由綠礬(FeSO4·7H2O)通過下列反應(yīng)制備：FeSO4Na2CO3=FeCO3Na2SO4FeCO3C6H8O7=FeC6H6O7CO2H2O下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L1計算)。金屬離子開始沉淀的pH沉淀完全的pHFe31.13.2Al33.05.0Fe25.88.8(1)制備FeCO3時，選用的加料方式是_(填字母)，原因是_。a將FeSO4溶液與Na2CO3溶液同時加入到反應(yīng)容器中b將FeSO4溶液緩慢加入到盛有Na2CO3溶液的反應(yīng)容器中c將Na2CO3溶液緩慢加入到盛有FeSO4溶液的反應(yīng)容器中(2)生成的FeCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌，檢驗洗滌是否完全的方法是_。(3)將制得的FeCO3加入到足量檸檬酸溶液中，再加入少量鐵粉，80 下攪拌反應(yīng)。鐵粉的作用是_。反應(yīng)結(jié)束后，無需過濾，除去過量鐵粉的方法是_。(4)最后溶液經(jīng)濃縮、加入適量無水乙醇、靜置、過濾、洗滌、干燥，獲得檸檬酸亞鐵晶體。分離過程中加入無水乙醇的目的是_。(5)某研究性學(xué)習(xí)小組欲從硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3)出發(fā)，先制備綠礬，再合成檸檬酸亞鐵。請結(jié)合右圖的綠礬溶解度曲線，補充完整由硫鐵礦燒渣制備FeSO4·7H2O晶體的實驗步驟(可選用的試劑：鐵粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量燒渣中加入足量的稀硫酸充分反應(yīng)，_，得到FeSO4溶液，_，得到FeSO4·7H2O晶體。答案(1)c避免生成Fe(OH)2沉淀(2)取最后一次的洗滌濾液12 mL于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈(3)防止2價的鐵元素被氧化加入適量檸檬酸讓鐵粉反應(yīng)完全(4)降低檸檬酸亞鐵在水中的溶解量，有利于晶體析出(5)方法一：過濾，向反應(yīng)液中加入足量的鐵粉，充分攪拌后，滴加NaOH溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH約為5，過濾；方法二：過濾，向濾液中滴加過量的NaOH溶液，過濾，充分洗滌固體，向固體中加入足量稀硫酸至固體完全溶解，再加入足量的鐵粉，充分攪拌后，過濾(滴加稀硫酸酸化，)加熱濃縮得到60 飽和溶液，冷卻至0 結(jié)晶，過濾，少量冰水洗滌，低溫干燥解析(1)由表格中的數(shù)據(jù)可知Fe2在pH5.8時開始沉淀，pH8.8時沉淀完全，因此在制備過程中要避免Fe2生成Fe(OH)2沉淀，由于FeSO4溶液顯酸性，Na2CO3溶液顯堿性，所以將Na2CO3溶液加入FeSO4溶液中。(2)FeCO3沉淀中含有的可溶性雜質(zhì)為Na2SO4，是否洗滌完全主要檢驗洗滌液中是否含有SO。(3)鐵粉的作用是防止Fe2被氧化。由于檸檬酸能與鐵粉反應(yīng)，除鐵只需加入適量檸檬酸。(4)分離過程中加入無水乙醇是為了降低檸檬酸亞鐵在水中的溶解量，有利于檸檬酸亞鐵晶體的析出。(5)由于Fe2O3中含有SiO2、Al2O3雜質(zhì)，酸溶后SiO2不溶，可過濾除去。溶液中主要有Fe3及雜質(zhì)Al3，要除去雜質(zhì)Al3，一是使Al3生成Al(OH)3沉淀除去，由表中信息可知Al3完全沉淀的pH5.0，此時Fe3完全沉淀，因此先加鐵粉將Fe3還原為Fe2，再調(diào)節(jié)pH5.0，除去Al3。二是使Fe3生成沉淀，過濾得固體再溶解得Fe2(SO4)3，再加鐵粉還原。由FeSO4溶液制得FeSO4·7H2O晶體，采用冷卻結(jié)晶的方法，先制取飽和溶液再降溫結(jié)晶。由溶解度曲線可知，溫度高于60 時綠礬的溶解度下降，因此需配成60 的飽和溶液再降溫至0 ，過濾，由于綠礬的溶解度隨溫度的升高而增大，故用冰水洗。2 (2013·上海，六)鎳具有優(yōu)良的物理和化學(xué)特性，是許多領(lǐng)域尤其是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要原料。羰基法提純粗鎳涉及的兩步反應(yīng)依次為()Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)HQ(Q>0)()Ni(CO)4(g)Ni(s)4CO(g)完成下列填空：(1)在溫度不變的情況下，要提高反應(yīng)()中Ni(CO)4的產(chǎn)率，可采取的措施有_、_。(2)已知在一定條件下的2 L密閉容器中制備Ni(CO)4，粗鎳(純度98.5%，所含雜質(zhì)不與CO反應(yīng))剩余質(zhì)量和反應(yīng)時間的關(guān)系如下圖所示。Ni(CO)4在010 min的平均反應(yīng)速率為_。 (3)若反應(yīng)達到平衡后，保持其他條件不變，降低溫度，重新達到平衡時_。a平衡常數(shù)K增大bCO的濃度減小cNi的質(zhì)量減小dv逆Ni(CO)4增大(4)簡述羰基法提純粗鎳的操作過程：_。答案(1)及時移走Ni(CO)4加壓(2)0.05 mol·L1·min1(3)bc(4)先將粗鎳與CO在50 的條件下反應(yīng)生成羰基鎳，然后將羰基鎳轉(zhuǎn)移到另一容器中，升溫到230 ，熱解得到純鎳。解析第(1)題，反應(yīng)是正向氣體體積縮小的放熱反應(yīng)，因此，根據(jù)平衡移動原理在溫度不變的情況下可采取及時移走Ni(CO)4、加壓的方法提高產(chǎn)率；第(2)題，根據(jù)題意，反應(yīng)的Ni為1 mol，則生成的Ni(CO)4為1 mol，反應(yīng)速率為1 mol/(2 L×10 min)0.05 mol·L1·min1；第(3)題，反應(yīng)是正向氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，則降低溫度平衡逆向移動，平衡常數(shù)K、CO的濃度、Ni的質(zhì)量、v逆Ni(CO)4均減?。坏?4)題，根據(jù)反應(yīng)(1)(2)的特點可提純粗鎳。3 甲醇(CH3OH)是一種重要的化工原料，合成甲醇的主要反應(yīng)為CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示：(1)CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H_ 0(填“”、“”或“”)。(2)一定條件下，上述反應(yīng)在一密閉容器中達到平衡。該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達式為_；結(jié)合該表達式分析，在保證H2濃度不變的情況下，增大容器的壓強，平衡_(填字母)。A向正反應(yīng)方向移動B向逆反應(yīng)方向移動C不移動(3)如圖表示該反應(yīng)在某一時間段中反應(yīng)速率與反應(yīng)過程的關(guān)系(t2、t4、t5時刻改變的條件都只有一個，且各不相同)。各階段對應(yīng)的平衡常數(shù)如表所示：t1t2t3t4t4t5t6t7K1K2K3K4請判斷各平衡常數(shù)之間的大小關(guān)系：_(用“”、“”或“”連接)。(4)原料氣的加工過程中常?；煊幸欢康腃O2，為了研究不同溫度下CO2對該反應(yīng)的影響，以CO2、CO和H2的混合氣體為原料在一定條件下進行實驗，結(jié)果表明，原料氣各組分含量不同時，反應(yīng)生成甲醇和副產(chǎn)物甲烷的碳轉(zhuǎn)化率都是不相同的。實驗數(shù)據(jù)見下表：由上表數(shù)據(jù)可得出多個結(jié)論：結(jié)論一：在一定條件下，反應(yīng)溫度越高，生成甲醇的碳轉(zhuǎn)化率_。結(jié)論二：_。答案(1)(2)Kc(CH3OH)/c(CO)·c2(H2)C(3)K1K2K3K4(4)越高原料氣中含少量CO2有利于提高生成甲醇的碳轉(zhuǎn)化率，CO2含量過高生成甲醇的碳轉(zhuǎn)化率又降低4 (1)已知：蒸發(fā)1 mol Br2(l)需要吸收的能量為 30 kJ，其他相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：物質(zhì)H2(g)Br2(g)HBr(g)1 mol分子中化學(xué)鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ436200369H2(g)Br2(l)=2HBr(g)H_。(2)常溫下，將pH均為2的氫溴酸、醋酸稀釋100倍后，有一種酸的pH4。請寫出氫溴酸在水溶液中電離的方程式：_。(3)常溫下，用0.100 0 mol·L1 NaOH溶液分別滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L1 HBr溶液和20.00 mL0100 0 mol·L1 CH3COOH溶液，得到2條滴定曲線，如圖所示：根據(jù)圖1和圖2判斷，滴定HBr溶液的曲線是_(填“圖1”或“圖2”)；a_ mL；c(Na)c(CH3COO)的點是_點；E點對應(yīng)溶液中離子濃度由大到小的順序為_。答案(1)72 kJ·mol1(2)HBr=HBr(3)圖120.00Dc(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H)解析(1)根據(jù)斷鍵時吸收能量，成鍵時放出能量，H2(g)Br2(l)=2HBr(g)H(436200302×369)72 kJ·mol1。(2)常溫下，將pH均為2的氫溴酸、醋酸稀釋100倍后，有一種酸的pH4，說明HBr為強酸，則有HBr=HBr。(3)氫溴酸是強酸，醋酸是弱酸，用NaOH溶液滴定等物質(zhì)的量的氫溴酸與醋酸時，當溶液pH7時，醋酸消耗的氫氧化鈉的量少，則圖1為滴定HBr溶液的曲線；0.100 0 mol·L1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L1 HBr溶液，pH7時即恰好反應(yīng)完全，說明消耗氫氧化鈉溶液的體積為20.00 mL；根據(jù)電荷守恒c(Na)c(CH3COO)的點是D點；E點時醋酸與氫氧化鈉恰好完全反應(yīng)得醋酸鈉溶液，則c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H)。5 鐵及其化合物在生活中應(yīng)用廣泛。(1)一定條件下鐵可以和CO2發(fā)生反應(yīng)：Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)，已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)與溫度(T)的關(guān)系如圖甲所示。一定溫度下，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體，反應(yīng)過程中CO2氣體和CO氣體的濃度與時間的關(guān)系如圖乙所示：8分鐘內(nèi)，CO的平均反應(yīng)速率v(CO)_ mol·L1·s1。下列措施中能使平衡時c(CO)/c(CO2)增大的是_(填序號)。A升高溫度B增大壓強C充入一定量COD再加入一些鐵粉(2)氯化鐵是常見的水處理劑，無水FeCl3的熔點為555 K、沸點為588 K。取0.5 mL飽和三氯化鐵溶液滴入50 mL沸水中，再煮沸片刻得_(填狀態(tài))液體，該過程可用離子方程式表示為_。已知不同溫度下六水合氯化鐵在水中的溶解度如下：溫度/01020305080100溶解度(g/100 g H2O)74.481.991.8106.8315.1525.8535.7從FeCl3溶液中獲得FeCl3·6H2O的方法是_。溫度超過673 K時，存在相對分子質(zhì)量為325的鐵的氯化物，該物質(zhì)的分子式為_。答案(1)0.002或A(2)紅褐色透明Fe33H2OFe(OH)3(膠體)3H加入少量鹽酸加熱濃縮，再冷卻結(jié)晶Fe2Cl6解析(1)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的表達公式，可求反應(yīng)速率，但要注意單位。從圖甲可知該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，使平衡時c(CO)/c(CO2)增大，即使平衡向正反應(yīng)方向移動，故選A。(2)將飽和氯化鐵溶液滴入沸水中可制得氫氧化鐵膠體。從溶解度隨溫度變化的情況可知采用加熱濃縮、冷卻結(jié)晶的方法制取，但加熱時Fe3會水解，需加入鹽酸。溫度超過300 時，六水合氯化鐵已經(jīng)失去了結(jié)晶水，且Mr(FeCl3)162.5，325恰好為162.5的2倍，故其分子式為Fe2Cl6。