2020版高考化学大二轮优选习题 考前强化练22 化学反应原理综合题

2020版高考化学大二轮优选习题 考前强化练22 化学反应原理综合题

考前强化练22　化学反应原理综合题 ‎1.(2018山东实验中学高三诊断)铜是有色金属,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域,铜的冶炼和加工对于现代社会有着重要的意义。‎ ‎(1)工业上可用黄铜矿冶炼粗铜,简要流程如下:‎ 铜矿石Cu2S粗铜 在转炉中,经过两步反应生成粗铜,反应的热化学方程式分别为:‎ ‎2Cu2S(s)+3O2(g)2Cu2O(s)+2SO2(g)‎ ΔH=-768.2 kJ·mol-1;‎ ‎2Cu2O(s)+Cu2S(s)6Cu(s)+SO2(g)‎ ΔH=+116.0 kJ·mol-1‎ 则总反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; ‎ ‎(2)粗铜可用电解法精炼,电解过程中,粗铜应作　　　极;精铜一侧电极反应式为　　　　　　　; ‎ ‎(3)电解精炼时粗铜中的Fe、Zn等杂质元素会进入电解质溶液,一段时间后需要对电解液除杂净化,其中除去铁元素的一种操作如下:‎ 电解液溶液a溶液B 下表为部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH:‎ 沉淀物 Fe(OH)3‎ Fe(OH)2‎ Cu(OH)2‎ 开始沉淀 ‎2.3‎ ‎7.5‎ ‎5.6‎ ‎3.9‎ ‎9.7‎ ‎6.4‎ 4‎ 完全沉淀 ‎①试剂a是　　　　　　　　　,其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; ‎ ‎②溶液A加入CuO调节pH的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用必要的离子方程式和适当的文字说明); ‎ ‎③操作①名称是　　　　　　　　; ‎ ‎(4)电解槽阳极泥中含有Ag、Au等贵金属,分离提纯Au的工艺流程如下:‎ 阳极泥滤液Au ‎①滤液中Au元素的存在形式为[AuCl4]-,写出浸取步骤反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　; ‎ ‎②加入草酸后,滤液中发生氧化还原反应,生成Au单质,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为　　　　　　。 ‎ 答案(1)Cu2S(s)+O2(g)2Cu(s)+SO2(g)‎ ΔH=-217.4 kJ· mol-1‎ ‎(2)阳　Cu2++2e-Cu ‎(3)①H2O2(或O2、O3等)　将Fe2+氧化为Fe3+,有利于后续反应除杂　②Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,CuO+2H+H2O+Cu2+,CuO消耗氢离子使Fe3+的水解平衡向右移动,生成Fe(OH)3沉淀　③过滤 ‎(4)①2Au+Cl+7Cl-+6H+2[AuCl4]-+3H2O ‎②2∶3‎ 解析(1)据盖斯定律,将所给两个热化学方程式相加得:3Cu2S(s)+3O2(g)6Cu(s)+3SO2(g)　ΔH=(-768.2 kJ· mol-1+116.0 kJ· mol-1)=-652.2 kJ· mol-1,再除以3可得Cu2S(s)+O2(g)2Cu(s)+SO2(g)　ΔH=-217.4 kJ· mol-1。(2)电解精炼铜时粗铜作阳极发生氧化反应;精铜作阴极发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-Cu。(3)①根据表中数据发现当三价铁离子形成沉淀时,铜离子不沉淀,可以将亚铁离子氧化为三价铁离子,再调节pH来除去铁离子,所以可以选择氧化剂双氧水或O2、O3等;②加入CuO发生反应CuO+2H+H2O+Cu2+,消耗Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+产生的H+,使Fe3+的水解平衡向右移动,生成Fe(OH)3沉淀;③可用过滤的方法除去沉淀,所以操作①是过滤。(4)①单质Au在酸性环境下与NaClO3、NaCl反应生成NaAuCl4,反应的离子方程式为2Au+Cl+7Cl-+6H+2[AuCl4]-+3H2O;②加入草酸后由[AuCl4]-得到Au单质,草酸中的碳被氧化为CO2,根据得失电子数相等可得氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3。‎ ‎2.(2018河南八市高三测评)乙二醛(OHC—CHO)是纺织工业常用的一种有机原料,其工业生产方法主要是乙二醇(HOCH2CH2OH)气相催化氧化法和乙醛液相硝酸氧化法,请回答下列相关问题。‎ ‎(1)乙二醇气相催化氧化法。‎ ‎①乙二醇气相催化氧化的反应为HOCH2CH2OH(g)+O2(g)OHC—CHO(g)+2H2O(g)　ΔH1　K1‎ 已知OHC—CHO(g)+2H2HOCH2CH2OH(g)‎ 4‎ ΔH2　K2‎ H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH3　K3‎ 则ΔH3=　　　　(用ΔH1、ΔH2表示),相同温度下K1=　　　　　(用K2、K3表示)。 ‎ ‎②当原料气中氧气和乙二醇的物质的量之比为1.35时,乙二醛和副产物CO2的产率与反应温度的关系如下图所示,反应温度超过‎495 ℃‎时,CO2产率升高的主要原因可能是　　　　　　　　。 ‎ ‎③在恒容绝热容器中发生反应HOCH2CH2OH(g)+O2(g)OHC—CHO(g)+2H2O(g)(不考虑副反应),一定能说明反应达到平衡状态的是　　　　　(填选项字母)。 ‎ A.氧气浓度保持不变 B.气体总物质的量保持不变 C.平衡常数保持不变 D.氧气和乙二醇的物质的量之比保持不变 ‎(2)乙醛液相硝酸氧化法。‎ 乙醛液相硝酸氧化法是在催化剂的作用下,用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛,该法与乙二醇气相催化氧化法相比明显的缺点是　　　　　　　　　　　。(任写一条) ‎ ‎(3)乙二醛电解氧化制备乙醛酸(OHC—COOH)的生产装置如下图所示,通电后,阳极产生的Cl2与乙二醛溶液反应生成乙醛酸,请写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 4‎ 答案(1)①　②温度过高乙二醇(或乙二醛)被大量氧化为CO2　③ABC　(2)会产生NO等有毒气体、产生酸性废水、容易腐蚀设备(答案合理即可)　(3)OHC—CHO+Cl2+H2O2HCl+OHC—COOH 解析(1)①已知i.HOCH2CH2OH(g)+O2(g)‎ OHC—CHO(g)+2H2O(g)　ΔH1,ii.OHC—CHO(g)+2H2HOCH2CH2OH(g)　ΔH2,根据盖斯定律,按照×(i+ii)处理得H2(g)+O2(g)H2O(g),则ΔH3=;同理,根据盖斯定律,ΔH1=2ΔH3-ΔH2,则K1=;②根据图示可知,主反应HOCH2CH2OH(g)+O2(g)OHC—CHO(g)+2H2O(g)为放热反应,升高温度平衡逆向移动;温度超过‎495 ℃‎时,乙二醇大量转化为二氧化碳等副产物,同时乙二醛也可被氧化为CO2,使乙二醛产率降低;③氧气浓度保持不变,则反应体系中各种物质的浓度保持不变,说明反应达到平衡状态,A项正确;该反应属于气体的物质的量发生变化的反应,当气体总物质的量保持不变时,说明反应达到平衡状态,B项正确;平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数始终保持不变,在恒容绝热容器中发生反应,说明反应中的能量不再变化,说明反应达到平衡状态,C项正确;氧气和乙二醇的物质的量之比保持不变,不能说明反应达到平衡状态,D项错误。(2)在催化剂作用下,用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛,硝酸被还原为NO,反应方程式为3CH3CHO+4HNO3‎ ‎3OHC—CHO+4NO↑+5H2O,因此存在比较明显的缺点是生成的NO会污染空气,硝酸会腐蚀设备等。(3)乙二醛电解氧化制备乙醛酸(OHC—COOH),通电后,阳极产生的Cl2与乙二醛溶液反应生成乙醛酸,氯气被还原生成氯化氢,反应的化学方程式为OHC—CHO+Cl2+H2O2HCl+OHC-COOH。‎ 4‎