1、大题规范练(二)(分值：43 分，建议用时：25 分钟)非选择题：共 43 分。每个试题考生都必须作答。26(15 分) 硫酸亚铁铵 (NH4)2SO4FeSO46H2O是透明、浅蓝绿色晶体，易溶于水而不溶于酒精等有机溶剂，在空气中一般比较稳定，不易被氧化。制备步骤如下：步骤 1：称取还原铁粉 0.4 g，碳粉 0.3 g，放入 50 mL 锥形瓶中，加入 3.5 mL 2 molL1 硫酸置于 60 热水浴中加热(如图甲)，待反应完全，取出冷却，再加入 6 molL1 的硫酸 2 mL。步骤 2：在上述反应液中加入浓氨水 0.8 mL，振荡混匀，抽滤(如图乙)。向滤液中加入 10 mL 无水
2、乙醇，静置，大量晶体析出，倾析，再次抽滤。步骤 3：取出晶体，用干净的滤纸吸干，称量并分析样品。请回答下列问题： 【导学号：97184369】(1)步骤 1 中碳粉的作用是_；加入 6 molL1 硫酸的作用是_。(2)向滤液中加入无水乙醇的目的是_。(3)产品中金属阳离子的检验方法及现象：_。(4)称取获得的硫酸亚铁铵(NH 4)2SO4FeSO46H2O(摩尔质量为 392 gmol1 )1.960 0 g 配成 100 mL 溶液，取出 20.00 mL 滴加稀 H2SO4 酸化后用0.010 0 molL1 KMnO4 标准溶液进行滴定，消耗 KMnO4 溶液 18.00 mL。下列有
3、关滴定的操作正确的是_(填字母)。a滴定过程中眼睛注视滴定管中液面变化b滴定完成后取下滴定管握住中部防止掉落c读数过程中保持滴定管自然悬垂d读数时视线与凹液面最低处切线相平滴定过程中反应的离子方程式为_，制得硫酸亚铁铵样品的纯度为_。【解析】 (1)Fe 、碳粉与稀 H2SO4形成原电池，Fe 作负极，碳粉作正极，可以一定程度地加快 Fe 的溶解速率；加过量 H2SO4的目的是抑制 Fe2 的水解，防止 Fe2 以氢氧化物的形式析出，过量的 H2SO4与后续加入的NH3H2O 反应得到 NH 。 4(2)根据题干信息，硫酸亚铁铵易溶于水，不溶于酒精，故加无水乙醇的目的是降低硫酸亚铁铵的溶解度，
4、便于结晶析出。(3)在没有 Fe3 的干扰情况下，Fe 2 检验可以采取滴加 NaOH 溶液、先加KSCN 溶液再加氯水或加 K3Fe(CN)6溶液的方法，利用特殊的实验现象加以鉴别。(4)滴定过程左手控制玻璃活塞或者橡胶管，右手晃动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化，a 错误；取下滴定管时手应握住滴定管没有刻度的部分，b 错误；为了准确读数，滴定管应自然悬垂，且视线与凹液面的最低处相平，c、 d 正确。酸性条件下 MnO 被还原成 Mn2 ，Fe 2 被氧化为 4Fe3 ，根据化合价升降守恒和原子守恒配平即可，即反应的离子方程式为MnO 45Fe2 8H =Mn2 5Fe 3 4H 2O
5、，故 20.00 mL 的待测液中 n(NH4)2SO4FeSO46H2O5n(MnO )50.010 0 molL1 0.018 L0.000 9 4mol，故 100 mL 的待测液中 n(NH4)2SO4FeSO46H2O0.004 5 mol，故(NH4)2SO4FeSO46H2O 的质量分数为100%90%。0.004 5 mol 392 gmol 11.960 0 g【答案】 (15 分)(1)为了形成原电池，加快反应速率(2 分) 加入硫酸抑制Fe2 的水解，过量的 H2SO4 与后续加入的氨水反应 (2 分)(2)降低硫酸亚铁铵的溶解度，有利于结晶析出(2 分)(3)取少量产品
6、于试管中加水溶解，滴加 KSCN 溶液无现象，再滴加氯水后溶液显红色(或取少量产品于试管中加水溶解，滴加氢氧化钠溶液后，有白色沉淀生成，生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色或取少量产品于试管中加水溶解，滴加铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成)(其他合理答案均可)(3 分)(4)cd(2 分) 5Fe 2 MnO 8H =5Fe3 Mn 2 4H 2O(2 分) 90%(2 分) 427(14 分) 二氧化碳的利用具有十分重要的意义，科学家有以下几个设想。 【导学号：97184370】(1)用太阳能将 CO2 转化成 O2 和 C(石墨烯)，其设想如图甲所示。甲Fe 3O4 中 Fe 的化合价是
7、2 和_。重整系统发生反应的化学方程式为_。(2)二氧化碳和氢气在催化剂作用下可制取低碳烯烃。在一密闭容器中分别投入 1 mol CO2、3 mol H 2，发生反应：2CO 2(g)6H 2(g)C2H4(g)4H 2O(g) H；在不同温度下，用传感技术测出平衡时 H2 的物质的量变化关系如图乙所示。其他条件不变，起始时若按 1 mol CO2、2 mol H2 进行投料，CO 2 转化率将_(填“增大” “减小”或“不变”)。H_0(填“” “”或“不能确定”)。若测试中体系内无氧气产生，试结合图示推断热稳定性C2H4_H2O(填“” “”或“不能确定”)。(3)用氨水吸收 CO2 制化
8、肥(NH 4HCO3)。已知：NH 3H2O(aq) NH (aq)OH (aq)H1a kJmol 1 4CO2(g)H 2O(l) H2CO3(aq) H 2b kJmol 1H2CO3(aq)OH (aq) HCO (aq)H 2O(l) H 3c kJmol 1 3则利用 NH3H2O 吸收 CO2 制备 NH4HCO3 的热化学方程式为_。已知常温下相关数据如表所示：Kb(NH3H2O) Ka1(H2CO3) Ka2(H2CO3)2105 4107 41011则反应 NH HCO H 2O NH3H2OH 2CO3 的平衡常数 4 3K_。【思路分析】 (1)根据元素化合价的代数和为
9、 0 和图甲回答。(2)根据图乙和化学平衡原理解答。(3)根据盖斯定律和电离平衡常数及水的离子积常数解答。【解析】 (1)Fe 3O4可以看作是 FeOFe2O3，则 Fe 的化合价是2 和3。从重整系统的物质变化可知，反应物是 FeO 和 CO2，生成物是Fe3O4和 C(石墨烯)，则反应的方程式为 6FeOCO 2=2Fe3O4C 。(2)其他条件不变，起始时若按 1 mol CO2、2 mol H2进行投料，相当于减小反应物 H2的比例系数，CO 2的转化率减小。从图乙可以看出，平衡时氢气的物质的量随温度升高而逐渐增大，则正反应为放热反应，即 2CO2(g)6H 2(g) C2H4(g)
10、 4H2O(g) H 0。根据图乙分析，温度升高到 TA 后，H 2的物质的量突然增大，因无氧气产生，所以水未分解，只有 C2H4发生分解才会导致 H2的物质的量突然增大，说明C2H4的热稳定性弱于 H2O。(3)()NH 3H2O(aq) NH (aq)OH (aq) H 1a kJmol1 ；() 4CO2(g)H 2O(l) H2CO3(aq) H2b kJmol1 ；()H 2CO3(aq)OH (aq) HCO (aq)H 2O(l) H 3c kJmol1 ，根据盖斯定律， 3可得 NH3H2O(aq)CO 2(g) NH (aq)HCO (aq) 4 3H( abc)kJmol
11、1 。反应NH HCO H 2O NH3H2OH 2CO3的平衡常数表达式为 K 4 3 cNH3H2OcH2CO3cNH 4cHCO 3 KwKbNH3H2OKa1H2CO31.2510 3 。10 14210 5410 7【答案】 (14 分)(1) 3(2 分) 6FeOCO 2=2Fe3O4C(2 分)(2)减小(2 分) (2 分 ) (2 分)(3)NH 3H2O(aq)CO 2(g) NH (aq)HCO (aq) H (abc) 4 3kJmol1 (2 分)1.2510 3 (2 分)28(14 分) 废旧无汞碱性锌锰电池可用于制造隐形战机的机身涂料 MnxZn(1x)Fe2
12、O4，该电池工作原理为 Zn2MnO 22H 2O 2MnO(OH)Zn(OH)KOH 2。某化学小组利用废电池制涂料的工艺如下： 【导学号：97184371】A浸取：将去除表面塑料的旧电池放入水中浸取并过滤，滤液经操作 a 得KOH 固体；B溶渣：滤渣中加入过量稀硫酸和足量双氧水，至不再出现气泡时，过滤；C测成分：测步骤 B 中滤液成分，然后加入铁粉；D氧化：加入双氧水氧化；E调 pH：滴加氨水调 pH，经结晶处理得 MnxZn(1x) Fe2O4。(1)浸取时的操作有_( 填字母) 。A拆解、粉碎旧电池 B降低温度C搅拌 D加压(2)操作 a 为_。(3)溶渣时生成 Mn2 的主要离子方程
13、式为_。(4)若步骤 C 测得滤液中金属离子组成为：c(Mn 2 )c(Zn 2 )0.8 mol/L，c(Fe2 )0.1 mol/L。若滤液体积为 1 m3，要合成 MnxZn(1x) Fe2O4，需加入Fe 粉的质量为_kg(忽略溶液体积变化)。(5)氧化时因为分解，所需双氧水的量比理论值大得多。其原因可能是温度过高；_。(6)最后一步结晶时，处理不当易生成 MnFe2O4 和 ZnFe2O4。要制得MnxZn(1x) Fe2O4，最后一步结晶时需注意_。(7)某小组构想用 ZnSO4、MnSO 4 溶液为原料，以 Fe 作电极，用电解法经过一系列步骤制得 MnxZn(1x )Fe2O4
14、，则开始电解时阳极反应式为_。【解析】 (1)浸取时要将旧电池拆解、粉碎后，加入水进行浸取，为了提高浸取速率，可进行搅拌。(2)由于 KOH 易溶于水，要从 KOH 水溶液中得到 KOH 固体，要将 KOH 水溶液蒸发至有晶膜产生，停止加热，利用余热蒸干。(3)酸浸溶渣时，双氧水被氧化生成氧气，MnO(OH)被还原生成硫酸锰，反应还有水生成，主要反应的离子方程式为 2MnO(OH)H 2O24H =2Mn2 O 24H 2O。(4)根据化学式为 MnxZn(1x) Fe2O4可知，理论上 Fe2 的物质的量应为 n(Fe2 )2n(Mn 2 )n(Zn 2 )20.8 mol/L1 000 L
15、1 600 mol，滤液中提供的n(Fe2 )0.1 mol/L1 000 L100 mol，故需补加 n(Fe)1 600 mol100 mol1 500 mol，则 m(Fe)1 500 mol56 g/mol84 000 g84 kg。(5)过渡元素化合物对 H2O2分解有催化作用，因此生成的 Fe3 起催化作用促使 H2O2分解，使所需双氧水的量比理论值大得多。(6)由于 Mn2 、Zn 2 所带电荷相同，处理不当，造成 Mn2 、Zn 2 在溶液中分布不均匀，易分别结晶生成 MnFe2O4和 ZnFe2O4，要使 Mn2 、Zn 2 同时结晶，就要使溶液中 Mn2 、Zn 2 在溶液中分布均匀，均匀结晶。(7)Fe 作阳极，发生氧化反应，电极反应式为 Fe2e =Fe2 。【答案】 (14 分)(1)AC(2 分)(2)蒸发至有晶膜产生停止加热(2 分)(3)2MnO(OH)H 2O24H =2Mn2 O 24H 2O(2 分)(4)84(2 分) (5)生成的 Fe3 起催化作用，促使 H2O2 分解(2 分)(6)均匀结晶(或搅拌均匀)(2 分，其他合理答案也可 ) (7)Fe 2e =Fe2 (2分)
