20165高中化学反应原理大题汇总

1化学反应原理大题讲解：1．（15分）TiO2在工业生产和日常生活中有重要用途。I、工业上用钛矿石（FeTiO3，含FeO、Al2O3、SiO2等杂质）经过下述反应制得：其中，步骤②发生的反应为：2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O。（1）净化钛矿石时，是否需要除去杂质FeO？答：_________（填“需要”或“不需要”）（2）净化钛矿石时，需用浓氢氧化钠溶液来处理，写出该过程中发生反应的化学方程式。答：。II、TiO2可通过下述两种方法制备金属钛：方法一是电解TiO2来获得Ti（同时产生O2）：将处理过的TiO2作阴极，石墨为阳极，熔融CaCl2为电解液，用碳块作电解槽池。（3）阴极反应的电极反应式为___________________________________。（4）电解过程中需定期向电解槽池中加入碳块的原因是______________________。方法二是先将TiO2与Cl2、C反应得到TiCl4，再用镁还原得到Ti。因下述反应难于发生：TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g)△H=+151kJ·mol-1所以不能直接由TiO2和Cl2反应（即氯化反应）来制取TiCl4。当往氯化反应体系中加入碳后，碳与上述反应发生耦合，使得反应在高温条件下能顺利进行。（5）已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-394kJ·mol-1。请填空：TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+CO2(g)△H=______________（6）从化学平衡的角度解释：往氯化反应体系中加入碳时，氯化反应能顺利进行的原因。答：____________________________________________________________。23．（11分）I．在体积恒定．．．．的密闭容器中，充入2molCO2和5molH2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示：（1）从反应开始到第10min，H2的转化率为，在该条件下，反应的平衡常数K=，如果在某一时刻保持温度不变，只改变浓度，使c(CO2)=1.00mol/L，c(H2)=0.40mol/L，c(CH3OH)=c(H2O)=0.80mol/L，则平衡（选填序号）。a．向正反应方向移动b．向逆反应方向移动c．不移动d．无法确定平衡移动方向（2）下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是（选填序号）。a．升高温度b．充入He(g)，使体系压强增大c．将H2O(g)从体系中分离d．再充入lmolCH3OH(g)II．熔融碳酸盐燃料电池（MCFS），发明于1889年。现有一个碳酸盐燃料电池，以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质，操作温度为650℃，在此温度下以镍为催化剂，以煤气（CO、H2的体积比为1:1）直接作燃料，其工作原理如图所示。请回答下列问题：（1）A电极的电极反应方程式为。（2）常温下，用石墨作电极，以此电源电解一定量的CuSO4溶液。当两极产生的气体体积相同时停止通电，若电解后溶液的体积为2L，溶液的pH=1（不考虑水解产生的H+），则阳极产生的气体的物质的量是。用电器A级B级CO+H2H2O+CO22CO2O24e-H2O+3CO24e-650℃2CO32-34.（15分）SO2随意排放会造成严重的大气污染。下列是某小组同学设计处理烟气（主要含SO2、N2、O2、粉尘）中SO2的方法。（1）方法一：利用氯碱工业产品处理含SO2的烟气，流程如下：①“吸收装置”中发生反应的离子方程式是；②合成塔中每合成1mol气体放出热量92.3kJ（25℃、101kPa），反应的热化学方程式是；③上述流程中循环利用的物质是。（2）方法二：利用FeCl3溶液的氧化性吸收烟气中的SO2。①该反应的离子方程式是（反应a）。为验证该反应，同学们将SO2通入0.05mol·L-1FeCl3溶液中，溶液很快由黄色变为红褐色；将溶液长时间放置后，最终变为浅绿色。关于红褐色液体，以下是同学们的分析推测与实验。分析推测实验步骤甲：生成了Fe(OH)3胶体乙：经查阅资料，可能发生反应：Fe3+＋6SO2Fe(SO2)36（反应b）ⅰ.制备Fe(OH)3胶体并检验ⅱ.分别向Fe(OH)3胶体和该红褐色液体中加入适量铁粉，振荡后前者不变色，后者变为浅绿色②利用胶体的（填性质）可以检验步骤ⅰ中是否得到了Fe(OH)3胶体；③根据反应b，说明步骤ⅱ中液体颜色变化的原因是（用离子方程式及必要的文字说明）；④经讨论后得出结论：FeCl3溶液和SO2反应过程中，反应a、b在体系中共存。请从化学反应速率和反应限度的角度分析，SO2通入FeCl3溶液中产生上述现象的原因是。烟气SO2回收氯碱工业NaHSO3HCl吸收装置回收装置合成塔45.（14分）重铬酸钠俗称红矾钠（Na2Cr2O7·2H2O）是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备的流程如下：请回答：（1）已知Fe(CrO2)2中铬元素是+3价，则Fe(CrO2)2中铁元素是价。（2）化学上可将某些盐写成氧化物的形式，如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2，则Fe(CrO2)2可写成。（3）煅烧铬铁矿时，矿石中难溶的Fe(CrO2)2生成可溶于水的Na2CrO4，反应化学方程式如下：4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2=2Fe2O3+8Na2CO4+8CO2为了加快该反应的反应速率，可采取的措施是。（4）已知CrO42-在不同的酸性溶液中有不同的反应，如：2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O;3CrO42-+4H+=Cr3O102-+2H2O①往混合溶液甲中加入硫酸必须适量．．的原因是。②混合溶液乙中溶质的化学式是。（5）+3、+6价铬都有很强的毒性，+6价铬的毒性更高，可诱发肺癌和鼻咽癌，所以制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O72－必须除去。工业上可用电解法来处理含Cr2O72－的废水，下图为电解装置示意图（电极材料分别为铁和石墨）。通电后，Cr2O72－在b极附近转变为Cr3+，一段时间后Cr3+最终可在a极附近变成Cr(OH)3沉淀而被除去。a电极的电极反应式是，b电极附近．．反应的离子方程式是。510．（14分）工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示：请回答下列问题：（1）在反应器中发生反应的化学方程式是_______。（2）在膜反应器中发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)∆H0。若在一定条件密闭容器中加入1molHI(g)，n(H2)随时间(t)的变化关系如下图所示：①该温度下，反应平衡常数K＝_______，若升高温度，K值将_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。②用化学平衡原理解释使用膜反应器及时分离出H2的目的是_______。（3）电渗析装置如下图所示：①结合电极反应式解释阴极区HIx转化为HI的原理是_______。②该装置中发生的总反应的化学方程式是_______。（4）上述工艺流程中循环利用的物质是_______。612．（13分）某种碳酸锰矿的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3等。已知碳酸锰难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰，流程如下：阴离子膜法电解装置如右图所示：（1）写出用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式。（2）已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：离子Fe3+Al3+Fe2+Mn2+Mg2+开始沉淀的pH2.73.77.07.89.3沉淀完全的pH3.74.79.69.810.8加氨水调节溶液的pH等于6，则滤渣的成分是，滤液中含有的阳离子有H+和。（3）在浸出液里锰元素只以Mn2+的形式存在，且滤渣中也无MnO2，请解释原因。（4）电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向，则A电极是直流电源的极。实际生产中，阳极以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为。（5）该工艺之所以采用阴离子交换膜，是为了防止Mn2+进入阳极区发生副反应生成MnO2造成资源浪费，写出该副反应的电极反应式。716．（16分）钛合金是航天航空工业的重要材料。由钛铁矿（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制备TiO2等产品的一种工艺流程示意如下：已知：①TiO2＋易水解，只能存在于强酸性溶液中②TiCl4的熔点－25.0℃，沸点136.4℃；SiCl4的熔点－68.8℃，沸点57.6℃回答下列问题：（1）写出钛铁矿酸浸时，主要成分TiO2反应的离子方程式加入铁屑的作用是。（2）操作Ⅱ包含的具体操作方法有。（3）向“富含TiO2＋溶液”中加入Na2CO3粉末得到固体TiO2·nH2O，请用恰当的原理和化学用语解释其原因，废液中溶质的主要成分是（填化学式）。（4）用金红石（主要含TiO2）为原料，采用亨特(Hunter)法生产钛的流程如下：写出沸腾氯化炉中发生反应的化学方程式，制得的TiCl4液体中常含有少量SiCl4杂质，可采用方法除去。（5）TiO2直接电解法生产金属钛是一种较先进的方法，电解质为某种可以传导O2-离子的熔融盐，原理如右图所示，则其阴极电极反应为：，电解过程中阳极电极上会有气体生成，该气体可能含有。焦炭氯气沸腾氯化炉900℃COTiO2四氯化钛(液)海绵钛Na550℃，Ar828．（14分）二氧化钛广泛应用于各类结构表面涂料、纸张涂层等，二氧化钛还可作为制备钛单质的原料。Ⅰ．二氧化钛可由以下两种方法制备：方法1：可用含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3，其中Ti元素化合价为+4价）制取，其主要流程如下：（1）Fe2O3与H2SO4反应的离子方程式是_________________________________。（2）甲溶液中除含TiO2+之外还含有的金属阳离子有__________________。（3）加Fe的作用是_________________________________。方法2：TiCl4水解生成TiO2·xH2O，过滤、水洗除去其中的Cl－，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2，此方法制备得到的是纳米二氧化钛。（4）①TiCl4水解生成TiO2·xH2O的化学方程式为_______________________________；②检验TiO2·xH2O中Cl－是否被除净的方法是______________________________。Ⅱ．二氧化钛可用于制取钛单质（5）TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤如下：反应②的方程式是，该反应需要在Ar气氛中进行，请解释原因：_____________。过量H2SO4钛铁矿粉末含TiO2+的溶液甲滤渣滤液Fe，热过滤Fe冷却、结晶含TiO2+的溶液乙……TiO2FeSO4·7H2OTiO2TiCl4Ti②Mg800℃①918．（12分）某化学小组在实验室模拟用软锰矿（主要成分MnO2，杂质为铁及铜的化合物等）制备高纯碳酸锰，过程如下（部分操作和条件略）：①缓慢向烧瓶中（见右图）通入过量混合气进行“浸锰”操作，主要反应原理为：SO2+H2O=H2SO3MnO2+H2SO3=MnSO4+H2O（铁浸出后，过量的SO2会将Fe3+还原为Fe2+）②向“浸锰”结束后的烧瓶中加入一定量纯MnO2粉末。③再用Na2CO3溶液调节pH为3.5左右，过滤。④调节滤液pH为6.5～7.2，加入NH4HCO3，有浅红色的沉淀生成，过滤、洗涤、干燥，得到高纯碳酸锰。回答：（1）“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6的生成，温度对“浸锰”反应的影响如下图，为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是。（2）查阅表1，③中调pH为3.5时沉淀的主要成分是。②中加入一定量纯MnO2粉末的主要作用是，相应反应的离子方程式为。表1：生成相应氢氧化物的pH物质Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2开始沉淀pH2.77.68.34