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高中化学反应原理大题汇总1/17化学反应原理大题讲解：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=+151 kJmol-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=-394 kJmol-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：_。高中化学反应原理大题汇总2/172使用石油热裂解的副产物 CH4来制取 CO 和 H2，其生产流程如下图：（1）此流程的第 I 步反应为：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，一定条件下 CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图 a。则 P1_P2。（填“”或“”）100时，将 1 mol CH4和 2 mol H2O 通入容积为 100L 的恒容密闭容器中，达到平衡时CH4的转化率为 0.5。此时该反应的平衡常数 K_。（2）此流程的第 II 步反应的平衡常数随温度的变化如下表：从上表可以推断：该反应是 反应（填“吸热”或“放热”），若在 500时进行，设起始时 CO 和 H2O 的起始浓度均为 0.020mol/L，在该条件下，反应达到平衡时，CO 的转化率为 。下图表示该反应在 t1时刻达到平衡、在 t2时刻因改变某个条件引起浓度变化的情况：图中 t2时刻发生改变的条件是 （写出一种）。（3）工业上常利用反应产生的CO和H2合成可再生能源甲醇。已知CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为 283.0 kJmol-1和 726.5 kJmol-1，则CH3OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)的热化学方程式为 。合成甲醇的方程式为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H”、“1 D反应中应经常添加 Fe2（SO4）3搅拌反应结束后，将溶液进行 、冷却、过滤、洗涤即得 FeSO47H2O 晶体。（2）工业上用含有少量 Cu、Al 的废铁屑制备 Fe2（SO4）3 其反应及操作流程如下：加入 NaHCO3并搅拌，将混合液 pH 调控至 范围内，使杂质沉淀过滤除去。反应中反应的离子方程式是：。生产中，将反应产生的 NO 配比一种气体 X，混合后重新通入反应中，该设计的目的是 ，气体 X 与 NO 配比的比例是 。沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Cu(OH)2开始沉淀2.37.53.44.7完全沉淀3.29.74.46.7高中化学反应原理大题汇总9/17（3）用 Fe2（SO4）3处理含 S2-污水时，有黑色沉淀及淡黄色悬浮物产生，其反应的离子方程式是 。9.（16 分）工业上需要利用一批回收的含铜废料制造胆矾（CuSO45H2O）。该废料中各种成份含量如下：Cu 和 CuO 约占 87%，其它为 Mg、Al、Fe、Si 及其氧化物，还有少量的难溶物质。工艺流程为：将含铜废料研成粉末加过量热碱溶液，过滤滤渣用水洗至 pH=7加稍过量稀硫酸，加热条件下通空气搅拌至固体基本溶解 分离得到胆矾晶体再将滤液用硫酸调节pH=23调节 pH=5.2沉降 1 小时之后过滤再加 H2O2于80保温半小时部分金属阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的 pH 如下表：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Cu(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)2pH5.23.16.79.49.7回答：（1）步骤中为什么要将含铜废料研磨成粉状？。（2）步骤中的离子方程式（写出 2 个即可）：、。步骤中 H2O2参加反应的离子方程式：。（3）步骤中调节溶液 pH 时适宜的物质是 （填序号）；ANaOH B氨水 CCu2(OH)2CO3 DCu(OH)2 EMgCO3步骤中滤渣成份的化学式 。（4）步骤中用硫酸调节 pH23 的原因是 。步骤的分离方法是 高中化学反应原理大题汇总10/1710（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 1 mol HI(g)，n(H2)随时间(t)的变化关系如下图所示：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”）。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：结合电极反应式解释阴极区 HIx转化为 HI 的原理是_。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_。11.CoCl26H2O 在饲料、医药工业上有广泛的用途。下列是以含钴废料（含少量 Fe、Al 等杂质）为原料制取 CoCl26H2O 的一种新工艺流程：含钴废料加热反应反应调节pH至a过滤调节pH至23操作减压烘干CoCl26H2O盐酸过氧化氢碳酸钠滤渣盐酸已知：钴与盐酸反应的化学方程式为：Co2HCl=CoCl2H2CoCl26H2O 熔点 86，易溶于水；常温下稳定无毒，加热至 110120时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 见下表：高中化学反应原理大题汇总11/17沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3开始沉淀2.77.57.63.8完全沉淀3.29.79.25.2请回答下列问题：(1)加入碳酸钠调节 pH 至 a，a 的范围是 。(2)操作包含 3 个基本实验操作，它们是 、和过滤。(3)制得的 CoCl26H2O 需减压烘干的原因是：。(4)为测定产品中 CoCl26H2O 含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中 CoCl26H2O 的质量分数大于 100，其原因可能是：。(5)在实验室中，为了从上述产品中获得更纯净的 CoCl26H2O，方法是：。(6)在上述新工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为：。原工艺较新工艺也有优点，其主要优点是 。12（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 ，滤高中化学反应原理大题汇总12/17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 。14.(14 分)一定浓度 NaHCO3溶液与 CuSO4溶液中反应后生成了蓝绿色颗粒状沉淀。就沉淀成分提出了如下三种假设：假设一：沉淀是 CuCO3 ；假设二：沉淀是 Cu(OH)2假设三：沉淀是 CuCO3和 Cu(OH)2的混合物(1)写出假设二，沉淀是 Cu(OH)2生成的理由 （用离子方程式表示）；为了探究沉淀的成分，取出了一部分沉淀，滴加稀盐酸，有气体放出。凭此现象，判断沉淀中含有 ；为了进一步探究沉淀的成份，进而确定假设中何种假设成立，设计实验，装置图如下：研究沉淀物组成前，须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作依次为 、洗涤、干燥；装置 E 中药品的名称是 作用为 ；实验过程中有以下操作步骤：a打开 K1、K3，关闭 K2、K4，通入过量空气。此步骤的作用是 b关闭 K1、K3，打开 K2、K4，充分反应 c再通入过量空气时，活塞处于打开的 关闭的 。高中化学反应原理大题汇总13/17若沉淀样品的质量为 m g，装置 D 的质量增加了 n g；若沉淀样品为纯净物，m、n 之间的关系为 若假设三成立，则 Cu(OH)2的质量分数为 ；若不进行步骤 C，则会使测得结果 （填“偏高”“无影响”“偏低”）15海水中主要含有等离子。合理利222433NaKMgClSOBrCOHCO、用海水资源和保护环境是我国可持续发展的重要保证。火力发电燃煤排放的会造成一系列环境和生态问题。利用海水脱硫是一种有2SO效的方法，其工艺流程如下图所示：(1)天然海水的 pH8，呈弱碱性。用离子方程式解释原因_。(2)天然海水吸收了含硫烟气后，要用进行氧化处理，其反应的化学方程式是2O_。氧化后的“海水”需要用大量的天然海水与之混合后才能排放，该操作的主要目的是_。重金属离子对河流及海洋造成严重污染。某化工厂废水(pH=2.0，1gmL-1)中含有等重金属离子，其浓度各约为 0.01molL-1。排放前拟用沉淀法除去这两种离2AgPb、子，查找有关数据如下：难溶电解质AgIAgOH2Ag S2PbI2()Pb OHPbSSPK8.310-175.610-86.310-507.110-91.210-153.410-28(3)你认为往废水中投入_(填字母序号)，沉淀效果最好。高中化学反应原理大题汇总14/17A B C DNaOH2Na SKI2()Ca OH (4)如果用生石灰处理上述废水，使溶液的 pH=8.0，处理后的废水中=_。2()c Pb (5)如果用食盐处理其只含的废水，测得处理后废水中的质量分数为AgNaCl0.117。若环境要求排放标准为低于 1.0l0-8molL-1，问该工厂处理后的废水中()c Ag=_，是否符合排放标准_(填“是”或“否”)。已知()c Ag=1.8l0-10。()SPKAgCl16（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：TiO2易水解，只能存在于强酸性溶液中TiCl4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 TiO2n H2O，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：焦炭焦炭 氯氯气气沸沸腾氯腾氯化炉化炉900COTiO2四四氯氯化化钛钛(液液)海海绵钛绵钛Na550，Ar高中化学反应原理大题汇总15/17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 。2.参考答案（1）2.25104（2）放热 75%降低温度，或增加水蒸汽的量，或减少氢气的量。（3）CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)H=443.5 kJmol-1 Z 投料比越高，对应的反应温度越高 33.3%3（11 分）I（1）90%，144，a（1 分）（2）cdII（1）CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O（2）0.1mol4.（共 15 分）（1）SO2OHHSO3 H2(g)Cl2(g)2HCl(g)H-184.6 kJmol-1 NaCl 溶液（2）2Fe3+SO22H2O2Fe2+SO42-4H+丁达尔效应 加入铁粉时发生反应 2Fe3+Fe3Fe2+，c(Fe3+)减小，使反应 b 逆向移动 由于化学反应速率：ba，化学反应限度：ab，所以产生上述现象 5（14 分）（1）+2（2）FeOCr2O3（3）粉碎矿石、升高温度（4）少量不能除尽 Na2CO3等杂质，过量会生成 Na2Cr3O10等副产物。Na2Cr2O7和 Na2SO4（5）2H+2e-=H2，Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O 6.（13 分）SiO2、Cu（各 1 分）Fe2+（2 分）2Fe3+Cu=Cu2+2Fe2+（2 分）（1）3.2pH4.0 5.2pH5.4（各 1 分）（2）Cu2+2e=Cu 2Cl-2e=Cl2（各 1 分）（3）b（2 分）5ClO+2Fe2+5H2O=2Fe(OH)3+Cl+4HClO（1 分）（或 2Fe2+7ClO+2H+5H2O=2Fe(OH)3+Cl+6HClO）7.（14 分）（1）凝聚（2）10 2Fe(NO3)3+3NaClO+10NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O2K+FeO=K2FeO4 （3）K2FeO4的稳定性随温度的升高而减弱-24高中化学反应原理大题汇总16/17电解 由 4FeO+10H2O 4Fe(OH)3（胶体）+8OH-+3O2可知：c(H+)增大-24使平衡正向移动，所以平衡时 c(FeO)越小，溶液的 pH 越小-248（14 分）（1）Fe+2H+=Fe2+H2 B、C -A、C -过滤 -（2）6.77.5 -3Fe2+NO3-+4H+=3Fe3+NO+2H2O -（2 分）节约 Fe(NO3)3、防止 NO 污染-3:4 -（3）2Fe3+3S2-=2 FeS+S 9.（16 分）（1）增大固体反应物的表面积，增大化学反应的速率。（2 分）（2）2Al2OH2H2O2AlO23H2；Si2NaOHH2ONa2SiO32H2；Al2O32OH2AlO2H2O；SiO22NaOHNa2SiO3H2O。（每写出其中 1 个给 2 分，共 4 分，没气体符号扣 1 分，未配平 0 分）2Fe2 H2O2 2H 2Fe3 2H2O （2 分）（3）C、D （2 分）Fe(OH)3 （1 分）（4）加热蒸发浓缩时会导致 Cu2发生水解生成 Cu(OH)2，用硫酸调节 pH23 是为了抑制 Cu2的水解，也不会引入杂质。（2 分）蒸发浓缩，冷却结晶，过滤。（3 分）10（14 分，每空 2 分）（1）SO2+x I2+2H2O=H2SO4+2HIX（2）1/64 增大 及时分离出 H2，使平衡正向移动，提高 HI 的分解率。（3）在阴极区发生反应：Ix+（x-1）e=xI，且阳极区的 H+通过交换膜进入阴极区，得以生成 HI 溶液。2HIx=（x-1）I2+2HI1211.5.27.6 蒸发浓缩、冷却结晶降低烘干温度，防止产品分解生成有毒的无水氯化钴。样品中含有 NaCl 杂质；烘干时失去了部分结晶水 重结晶减少有毒气体的排放，防止大气污染；防止产品中混有硝酸盐硝酸替代新工艺中的盐酸和过氧化氢，比新工艺流程少，节约成本13.（13 分）（1）MnCO32H+Mn2+CO2H2O（2）Al(OH)3、Fe(OH)3 Mn2+、Mg2+、NH4+（3）MnO2在酸性条件下被二价铁还原为 Mn2+（4）负极（1 分）4OH-4e-O22H2O（5）Mn2+2e-2H2OMnO24H+14.（14 分）（1）Cu2+2HCO3-=Cu(OH)2+2CO2（2 分）（2）CuCO3（1 分）；（3）过滤（1 分）；碱石灰（1 分）；防止空气中的水蒸气和 CO2进入装置 D（1 分）排除整套装置中的 CO2，使测得结果更准确（1 分）；K1、K4（1 分）；K2，K3（1 分）n=1131m（2 分）；(11m-31n)11m（2 分）；偏低（1 分）高中化学反应原理大题汇总17/1715.（1）或 (3 分)232COH O3HCOOH32HCOH O3HCOOH（2）(2 分)中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸(2 分)2322422H SOOH SO（3）B(2 分)（4）(2 分)（5）(2 分)是(2 分)311.2 10 mol L919 10 mol L16（16 分）（1）TiO22H+=TiO2H2O（2 分），使 Fe3+还原为 Fe2+（1 分）。（2）蒸发浓缩，冷却结晶，过滤（洗涤）（2 分）；（3）溶液中存在水解平衡 TiO2（n+1）H2OTiO2n H2O2H+，加入的 Na2CO3粉末与 H+反应，降低了溶液中 c(H+)，促进水解平衡向生成 TiO2n H2O 的方向移动；（3 分）Na2SO4（1 分）（4）TiO22C2Cl2 TiCl42CO（2 分）；蒸馏（或分馏）（1 分）（5）TiO2+4e=Ti+2O2（2 分）；O2，CO，CO2（2 分）