2022年高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)階段性測(cè)試 專題06 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 解析版含答案

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1、2022年高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)階段性測(cè)試 專題06 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 解析版 含答案 一、選擇題(本題包括5個(gè)小題，每題2分，共10分，每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。) 1．(xx·濰坊一模)染料敏化太陽(yáng)能電池(簡(jiǎn)稱DSC)工作時(shí)類似葉綠素的染料吸收太陽(yáng)光，產(chǎn)生電子，電子再被電極收集，然后通過(guò)外電路，回到反電極產(chǎn)生光電流。該過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化形式為(　　) A．太陽(yáng)能→化學(xué)能　　　　 B．太陽(yáng)能→電能 C．化學(xué)能→電能 D．電能→化學(xué)能 [答案]B [解析]染料敏化太陽(yáng)能電池吸收太陽(yáng)光(太陽(yáng)能)，經(jīng)過(guò)一系列變化，產(chǎn)生光電流(電能)。故B為正確答案。 2．(xx·濟(jì)南)有關(guān)X、Y、Z

2、、W四種金屬進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： ① 將X和Y用導(dǎo)線連接，浸入電解質(zhì)溶液中，Y不易腐蝕 ② 將片狀的X、W分別投入等濃度鹽酸中都有氣體產(chǎn)生，W比X反應(yīng)劇烈 ③ 用惰性電極電解等物質(zhì)的量濃度的Y和Z的硝酸鹽混合溶液，在陰極上首先析出單質(zhì)Z 根據(jù)以上事實(shí)，下列判斷或推測(cè)錯(cuò)誤的(　　) A．Z的陽(yáng)離子氧化性最強(qiáng) B．W的還原性強(qiáng)于Y的還原性 C．Z放入CuSO4溶液中一定有Cu析出 D．用X、Z和稀硫酸可構(gòu)成原電池，且X做負(fù)極 [答案]C [解析]由①得X>Y，②得W>X，③得Y>Z，則活潑性順序?yàn)閃>X>Y>Z。 3．(xx·煙臺(tái)一模)已知EA、EB、EC、ED分別表示A、B

3、、C、D所具有的能量，則對(duì)于放熱反應(yīng)A＋B===C＋D，以下說(shuō)法正確的是(　　) A．EA>EB B．EA>EC＋ED C．EA＋EB>EC＋ED D．EA＋EBEC＋ED，故C項(xiàng)正確。 4．(xx·威海一模)一種化學(xué)冰袋中含有Na2SO4·10H2O(96 g)、NH4NO3(50 g)、(NH4)2SO4(40 g)、NaHSO4(40 g)。將Na2SO4·10H2O和其他三種鹽分別盛于2只塑料袋中，用時(shí)使它們混合并用手搓揉就可制冷，制冷效果能

4、維持2～3 h。以下關(guān)于制冷原因的猜測(cè)肯定錯(cuò)誤的是(　　) A．Na2SO4·10H2O脫水是吸熱過(guò)程 B．較長(zhǎng)時(shí)間制冷是由于Na2SO4·10H2O脫水是較慢的過(guò)程 C．銨鹽在該條件下發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)是吸熱過(guò)程 D．NH4NO3溶于結(jié)晶水會(huì)吸收熱量 [答案]C 5．Li/SO2電池具有輸出功率高和低溫性能好等特點(diǎn)，其電解質(zhì)是LiBr，溶劑是碳酸丙烯酯和乙腈，電池反應(yīng)式為2Li＋2SO2Li2S2O4。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．該電池反應(yīng)為可逆反應(yīng) B．放電時(shí)，Li＋向負(fù)極移動(dòng) C．充電時(shí)，陰極反應(yīng)式為L(zhǎng)i＋＋e－===Li D．該電池的電解質(zhì)溶液可以換成LiBr的水溶液

5、 [答案]C [解析]本題考查電化學(xué)知識(shí)。電池的放電和充電是在不同的反應(yīng)條件下發(fā)生的，故該電池反應(yīng)不能叫可逆反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤。放電時(shí)，陽(yáng)離子Li＋向正極移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤。充電時(shí)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)：Li＋＋e－===Li，C項(xiàng)正確。若電解質(zhì)溶液換成LiBr的水溶液，則堿金屬鋰會(huì)和水發(fā)生反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 二、選擇題(本題包括12個(gè)小題，每題3分，共36分，每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。) 6．(xx·濟(jì)寧一模)如圖表示某可逆反應(yīng)分別在使用和未使用催化劑時(shí)，反應(yīng)過(guò)程和能量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。下列說(shuō)法一定正確的是(　　) A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) B．a(chǎn)與b相比，a的反應(yīng)速率更快 C．a(chǎn)與b相比，反應(yīng)的

6、平衡常數(shù)一定不同 D．反應(yīng)物吸收的總能量小于生成物釋放的總能量 [答案]D [解析]本題結(jié)合圖像考查化學(xué)反應(yīng)中能量的變化。由圖可知反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A錯(cuò)；由于使用了催化劑，降低了反應(yīng)的活化能，化學(xué)反應(yīng)速率加快，所以b的反應(yīng)速率更快，B錯(cuò)；反應(yīng)的平衡常數(shù)只是溫度的函數(shù)，當(dāng)溫度不變時(shí)，平衡常數(shù)一定不變，C錯(cuò)。 7．(xx·臨沂一模)下列有關(guān)電化學(xué)裝置完全正確的是(　　) A B C D 銅的精煉 鐵上鍍銀 防止Fe被腐蝕 構(gòu)成銅鋅原電池 [答案]C [解析]電解精煉銅時(shí)，應(yīng)該用粗銅作陽(yáng)極，精銅作陰極，故A錯(cuò)誤。鐵上鍍銀時(shí)

7、，應(yīng)該用銀作陽(yáng)極，鐵作陰極，故B錯(cuò)誤。C是外接電源的陰極保護(hù)法，正確。銅鋅原電池中，鋅應(yīng)插入硫酸鋅溶液中，銅應(yīng)插入硫酸銅溶液中，故D錯(cuò)誤。 8．(xx·青島一模)灰錫(以粉末狀存在)和白錫是錫的兩種同素異形體，已知：①Sn(s，白)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1； ②Sn(s，灰)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)　 ΔH2＝b kJ·mol－1； ③Sn(s，灰)Sn(s，白)　 ΔH3＝＋2.1 kJ·mol－1。 下列說(shuō)法正確的是(　　) A．a(chǎn)>b B．a(chǎn)－b＝2.1 C．灰錫轉(zhuǎn)化為白錫的反應(yīng)是

8、放熱反應(yīng) D．錫制器皿長(zhǎng)期處在低于13.2℃的環(huán)境中，會(huì)自行毀壞 [答案]D [解析]根據(jù)蓋斯定律，由②－①得：Sn(s，灰)===Sn(s，白)ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝(b－a)kJ·mol－1＝＋2.1 kJ·mol－1，據(jù)此可知 ΔH1< ΔH2，且灰錫轉(zhuǎn)化為白錫的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故A、B、C錯(cuò)誤。由③可看出，在低于13.2℃的環(huán)境下，白錫會(huì)變成粉末狀的灰錫，即錫制器皿會(huì)自行毀壞。 9．鎂－H2O2酸性燃料電池采用海水作為電解質(zhì)(加入一定量的酸)，下列結(jié)論不正確的是(　　) A．電池總反應(yīng)式為Mg＋H2O2===Mg(OH)2 B．該電池的正極反應(yīng)式為H2O2＋2H＋＋2e－

9、===2H2O C．工作時(shí)，正極周圍海水的pH增大 D．電池工作時(shí)，負(fù)極的鎂被氧化 [答案]A [解析]在酸性電解質(zhì)溶液中，鎂－H2O2酸性燃料電池的總反應(yīng)式為Mg＋2H＋＋H2O2===Mg2＋＋2H2O，故A錯(cuò)誤；正極反應(yīng)式為H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，故B正確；正極氫離子不斷反應(yīng)，pH增大，C正確；鎂是活潑金屬，作為電池的負(fù)極，化合價(jià)升高，被氧化，D正確。 10．(xx·濟(jì)南)兩串聯(lián)的電解池，甲池盛有CuSO4溶液，乙池盛有一定量某硝酸鹽的稀溶液，用惰性電極電解，當(dāng)甲池的陰極上析出1.6 gCu時(shí)，乙池的陰極上析出0.45 g固體，則乙池的溶質(zhì)可能是(　　) A．

10、Cu(NO3)2 B．Al(NO3)3 C．NH4NO3 D．Mg(NO3)2 [答案]A [解析]從離子的放電順序分析，分別電解Al(NO3)3、NH4NO3、Mg(NO3)2的溶液時(shí)，陰極都不會(huì)析出固體，只有電解Cu(NO3)2溶液時(shí)才會(huì)在陰極析出銅。 11．(xx·青島一模)鎂及其化合物一般無(wú)毒(或低毒)、無(wú)污染，鎂電池放電時(shí)電壓高而平穩(wěn)，使鎂電池越來(lái)越成為人們研制綠色電池的關(guān)注焦點(diǎn)。其中一種鎂電池的反應(yīng)為xMg＋Mo3S4MgxMo3S4。在鎂電池放電時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．Mg2＋向正極遷移 B．正極反應(yīng)式為：Mo3S4＋2xe－===Mo3S C．M

11、o3S4發(fā)生氧化反應(yīng) D．負(fù)極反應(yīng)式為：xMg－2xe－===xMg2＋ [答案]C [解析]C項(xiàng)，鎂在反應(yīng)中失電子，則Mo3S4在反應(yīng)中得電子，故放電時(shí)Mo3S4發(fā)生還原反應(yīng)，不正確。 12．分析如圖所示的能量變化，下列熱化學(xué)方程式正確的是(　　) A．S(s，單斜)＋O2(g)===SO2(g)　 ΔH＝＋297.16 kJ·mol－1 B．S(s，單斜)＋O2(g)===SO2(g)　 ΔH＝－296.83 kJ·mol－1 C．S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g)　 ΔH＝－296.83 kJ·mol－1 D．單斜硫的穩(wěn)定性大于正交硫的穩(wěn)定性 [答案

12、]C [解析]本題側(cè)重根據(jù)圖像找出數(shù)據(jù)，并寫出熱化學(xué)方程式。根據(jù)圖像可知硫的燃燒反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故A錯(cuò)；1 mol單斜硫完全燃燒放出的能量為297.16 kJ，故B錯(cuò)；相同物質(zhì)的量的單斜硫燃燒所放出的熱量比正交硫燃燒放出的要多，說(shuō)明相同物質(zhì)的量的單斜硫所具有的能量大于正交硫的，且由圖像也可以看出，單斜硫具有的能量大于正交硫的，能量越高越不穩(wěn)定，故單斜硫的穩(wěn)定性弱于正交硫的，故D錯(cuò)。 13．(xx·威海一模)下列熱化學(xué)方程式中，正確的是(　　) A．甲烷的燃燒熱為890.3 kJ·mol－1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH

13、＝－890.3 kJ·mol－1 B．500 ℃、30 MPa下，將0.5 molN2和1.5 molH2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1 C．HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱為－57.3 kJ·mol－1，則H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱ΔH＝2×(－57.3 kJ·mol－1) D．在101 kPa時(shí)，2 gH2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kJ熱量，氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－

14、1 [答案]D [解析]燃燒熱是指在25℃，101 kPa下，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)放出的熱量，A項(xiàng)的熱化學(xué)方程式中生成的水為氣態(tài)，不屬于穩(wěn)定的氧化物，故ΔH>－890.3 kJ/mol；B項(xiàng)由反應(yīng)是可逆反應(yīng)，可知放出19.3 kJ的熱量時(shí)生成NH3的量一定小于1 mol，故N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<－38.6 kJ/mol；中和熱是指酸、堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時(shí)放出的熱量，故硫酸與氫氧化鈣反應(yīng)的中和熱ΔH＝－57.3 kJ/mol。 14．用吸附了氫氣的碳納米管等材料制作的二次電池的原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　)

15、 A．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為H2－2e－＋2OH－===2H2O B．充電時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為Ni(OH)2＋OH－－e－=== NiO(OH)＋H2O C．放電時(shí)，OH－移向鎳電極 D．充電時(shí)，將電池的碳電極與外電源的正極相連 [答案]A [解析]根據(jù)題圖中用電器上的電子流向可知碳電極是負(fù)極，鎳電極是正極。A項(xiàng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，故正確；B項(xiàng)，放電時(shí)的正極在充電時(shí)與電源的正極相連，即為陽(yáng)極，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，充電過(guò)程即補(bǔ)充電極材料的過(guò)程，故不正確；C項(xiàng)，放電時(shí)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，即向碳電極移動(dòng)，故不正確；D項(xiàng)，充電時(shí)應(yīng)將碳電極與外電源的負(fù)極相連，不正確。 下面兩套實(shí)驗(yàn)

16、裝置，都涉及金屬的腐蝕反應(yīng)，假設(shè)其中的金屬塊和金屬絲都是足量的。請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察，完成15～16題。 15．下列敘述正確的是(　　) A．裝置Ⅰ在反應(yīng)過(guò)程中自始至終只生成NO2氣體 B．裝置Ⅱ開始階段鐵絲只發(fā)生析氫腐蝕 C．裝置Ⅱ在反應(yīng)過(guò)程能產(chǎn)生氫氣 D．裝置Ⅰ在反應(yīng)結(jié)束時(shí)溶液中的金屬陽(yáng)離子只有Cu2＋ [答案]C [解析]裝置Ⅰ中，鐵首先被濃硝酸鈍化，銅與濃硝酸劇烈反應(yīng)，在這種條件下，銅作原電池的負(fù)極，鐵作正極，反應(yīng)生成棕色的NO2。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硝酸逐漸變?yōu)橄∠跛?，隨后鐵與稀硝酸反應(yīng)，此時(shí)鐵作負(fù)極，銅作正極，反應(yīng)生成無(wú)色的NO，溶液中既有Fe3＋，又有Cu2＋。因?yàn)檠b

17、置Ⅱ中充滿氧氣，一開始發(fā)生吸氧腐蝕，消耗氧氣導(dǎo)致左邊液面上升，鐵與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。 16．下列反應(yīng)原理相關(guān)的敘述不正確的是(　　) A．裝置Ⅰ中不可能發(fā)生如下反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ B．裝置Ⅱ在反應(yīng)結(jié)束時(shí)溶液中存在Fe2＋ C．裝置Ⅰ的溶液若換為稀硝酸，則腐蝕過(guò)程與原裝置不同 D．裝置Ⅱ中的鐵絲能發(fā)生電化學(xué)腐蝕 [答案]A [解析]反應(yīng)后裝置Ⅰ溶液中含有Fe3＋，有可能發(fā)生Fe3＋的反應(yīng)；若將裝置Ⅰ中的溶液換成稀硝酸，則鐵不會(huì)被鈍化，鐵始終作負(fù)極。裝置Ⅱ中，鐵與稀硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物是Fe2＋；鐵在與稀硫酸接觸之前發(fā)生電化學(xué)腐蝕。 17．在25℃時(shí)，將兩根

18、鉑電極插入一定量的硫酸鈉飽和溶液中進(jìn)行電解，當(dāng)電路中有a mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，溶液中析出m g Na2SO4·10H2O晶體。若溫度不變，在剩余溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(　　) A.×100% B.×100% C.×100% D.×100% [答案]D [解析]原溶液為飽和溶液，剩余溶液也為飽和溶液，因此電解析出的晶體和消耗的水構(gòu)成的溶液仍為飽和溶液，三者的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等。根據(jù)2H2O2H2↑＋O2↑，轉(zhuǎn)移a mol電子時(shí)，消耗的水為0.5 amol，溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為m×÷(m＋0.5 a×18)×100%，D對(duì)。 第Ⅱ卷(非選擇題　共54分) 三、填空題(本題包括5個(gè)小題，共5

19、4分) 18．(本小題滿分9分)(xx·南京)汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體，對(duì)汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化成無(wú)毒氣體。 (1)汽油在不同空燃比(空氣與燃油氣的體積比)時(shí)尾氣的主要成分不同，空燃比較小時(shí)的有毒氣體主要是________(填化學(xué)式)。 (2)人們把拆開1 mol化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。 已知N2、O2分子中化學(xué)鍵的鍵能分別是946 kJ·mol－1、497 kJ·mol－1。 查閱資料獲知如下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。 N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ·mol－1； N2(g)＋2O2(g)===2NO2

20、(g)　ΔH＝＋68 kJ·mol－1； 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1； C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1。 ①一定條件下，N2與O2反應(yīng)生成NO能夠自發(fā)進(jìn)行，其原因是________，NO分子中化學(xué)鍵的鍵能為________kJ·mol－1。 ②CO與NO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4CO(g)＋2NO2(g)=== 4CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝________。 [答案](1)CO　(2)①ΔS>0　631.5　 ②－1 200 kJ·mol－1 [解析](1)空燃比較小時(shí)，汽油燃燒不充

21、分，有毒氣氣體主要是CO。 (2)①一個(gè)反應(yīng)要能自發(fā)進(jìn)行，須滿足ΔG<0，ΔG＝ΔH－TΔS，現(xiàn)ΔH>0，則需要ΔS>0，且要達(dá)到一定溫度時(shí)才可以自發(fā)進(jìn)行；由反應(yīng)N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ·mol－1，斷開反應(yīng)物的化學(xué)鍵要吸熱，共吸熱：946 kJ＋497 kJ＝1 443 kJ，則NO分子中化學(xué)鍵鍵能為(1 443 kJ·mol－1－180 kJ·mol－1)÷2＝631.5 kJ·mol－1，②若將題目中所給的4個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①②③④，則由4×④－(2×③＋2)即可得：4CO(g)＋2NO2(g)===4CO2(g)＋N2(g)，故該反應(yīng)的Δ

22、H＝4×(－393.5)－[2×(－221)＋68]＝－1 200(kJ·mol－1)。 19．(本小題滿分10分)一種新型鋰離子電池是將尖晶石型Li4Ti5O12作為電池的正極材料，在嵌鋰過(guò)程中變?yōu)辂}巖型Li7Ti5O12。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)Li4Ti5O12中Ti元素的化合價(jià)為________，鋰離子電池的突出優(yōu)點(diǎn)是________________。 (2)該鋰離子電池是一種二次電池，電池在充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)式為__________________。 (3)將金紅石(TiO2)與Li2CO3混合后在空氣中加熱到1 073K，可得到Li4Ti5O12，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____

23、____________。 (4)TiO2的水化物H4TiO4不溶于水，但在一定條件下既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)堿。請(qǐng)用電離方程式解釋H4TiO4既能溶于強(qiáng)酸又能溶于強(qiáng)堿的原因：________________________。 (5)已知：Ti(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)　 ΔH＝－804.2 kJ/mol， 2Na(s)＋Cl2(g)===2NaCl(s)　ΔH＝－882.0 kJ/mol， Na(s)===Na(l)　ΔH＝＋2.6 kJ/mol， 則TiCl4(l)＋4Na(l)===Ti(s)＋4NaCl(s)　 ΔH＝________kJ/mol。 [

24、答案](1)＋4　體積小，比能量高，攜帶方便 (2)Li7Ti5O12－3e－===Li4Ti5O12＋3Li＋ (3)5TiO2＋2Li2CO3Li4Ti5O12＋2CO2↑ (4)H＋＋HTiO＋H2OH4TiO4Ti4＋＋4OH－ (5)－970.2 [解析](1)鋰呈＋1價(jià)，氧呈－2價(jià)，由此可確定鈦為＋4價(jià)。由于金屬鋰的摩爾質(zhì)量小，因此鋰離子電池的比能量特別高。(2)根據(jù)題意鋰離子電池的嵌鋰過(guò)程即為放電過(guò)程，其負(fù)極反應(yīng)式為L(zhǎng)i－e－===Li＋，正極反應(yīng)式為L(zhǎng)i4Ti5O12＋3Li＋＋3e－===Li7Ti5O12，現(xiàn)題中要求寫出充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)式，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)

25、，由此可得電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i7Ti5O12－3e－===Li4Ti5O12＋3Li＋。(3)根據(jù)鈦的化合價(jià)可判斷該反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)，在高溫下碳酸根離子轉(zhuǎn)化為CO2氣體，由此可得化學(xué)方程式。(4)H4TiO4不溶于水，則電離方程式中應(yīng)用可逆符號(hào)表示，其兩性電離可與Al(OH)3相類比。(5)可根據(jù)蓋斯定律計(jì)算。 20．(本小題滿分12分)(xx·濰坊一模)自潔面料就是在普通的面料纖維中加入一層薄薄的納米二氧化鈦。以含有Fe2O3的鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，Ti的最高價(jià)為＋4)為原料制取納米級(jí)TiO2的流程如下： (1)步驟①中發(fā)生的主要反應(yīng)是__________________(

26、用離子方程式表示)。 (2)上述制備二氧化鈦的過(guò)程中，可以利用的副產(chǎn)物是____________；考慮成本和廢物綜合利用等因素，廢液中應(yīng)加入____________處理。 (3)由金紅石制備單質(zhì)鈦，涉及的步驟為：TiO2―→TiCl4 Ti。 已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH＝－393.5kJ·mol－1； ②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　 ΔH＝－566.0kJ·mol－1； ③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g)　 ΔH＝＋141.0kJ·mol－1。 則TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===Ti

27、Cl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。 反應(yīng)TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti的氬氣氣氛中進(jìn)行的理由是______________________。 (4)TiO2的白色粉末，不溶于水，也不溶于酸，但能溶于氫氟酸和熱的濃硫酸。請(qǐng)寫出TiO2與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式________。 [答案](1)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ (2)FeSO4·7H2O(或綠礬)　生石灰(或碳酸鈣、廢堿) (3)－80.0　防止高溫下鎂和鈦與空氣中的氧氣(或二氧化碳、或氮?dú)?作用 (4)TiO2＋2H2SO4(濃)Ti(SO4)2＋2H2O[或TiO2＋H2

28、SO4(濃)TiOSO4＋H2O] [解析](1)步驟①中主要發(fā)生Fe3＋和Fe的反應(yīng)：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。(2)制備過(guò)程中得到的FeSO4· 7H2O可以利用。廢液中含有少量的TiO2＋、Fe2＋，可加入生石灰(或碳酸鈣、廢堿)降低H＋的濃度，使之轉(zhuǎn)化為沉淀析出，進(jìn)行循環(huán)利用。(3)根據(jù)蓋斯定律，由③＋2×①－②得：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)　ΔH＝－80.0 kJ·mol－1。該反應(yīng)在氬氣氣氛中進(jìn)行是為了防止高溫下鎂和鈦與空氣中的氧氣等作用。(4)根據(jù)鈦鐵礦加入濃硫酸得到TiO2＋、SO，則TiO2與熱的濃硫酸反應(yīng)時(shí)可生成

29、TiOSO4，繼續(xù)反應(yīng)可得到Ti(SO4)2。 21．(本小題滿分11分)全釩液流電池是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動(dòng)液態(tài)的電池，目前釩電池技術(shù)已經(jīng)趨近成熟。下圖是釩電池基本工作用原理示意圖： 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)硫酸在電池技術(shù)和實(shí)驗(yàn)中具有廣泛的應(yīng)用，在傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，硫酸是________，實(shí)驗(yàn)室中配制硫酸亞鐵時(shí)需要加入少量硫酸，硫酸的作用是________。 (2) 釩電池是以溶解于一定濃度硫酸溶液中的不同價(jià)態(tài)的釩離子(V2＋、V3＋、VO2＋、VO)為正極和負(fù)極電極反應(yīng)的活性物質(zhì)，電池總反應(yīng)為VO2＋＋V3＋＋H2OV2＋＋VO＋2H＋。放電時(shí)的正極反應(yīng)式為_________

30、________，充電時(shí)的陰極反應(yīng)式為______________。放電過(guò)程中，電解液的pH________(選填“升高”、“降低”或“不變”)。 (3)釩電池基本工作原理示意圖中“正極電解液”可能是________。 a．VO、VO2＋混合液　　　　 b．V3＋、V2＋溶液 c．VO溶液 d．VO2＋溶液 e．V 3＋溶液 f．V2＋溶液 (4)能夠通過(guò)釩電池基本工作原理示意圖中“隔膜”的離子是________。 [答案](1)電解質(zhì)溶液　抑制硫酸亞鐵的水解 (2)VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O V3＋＋e－===V2＋ (3)acd　(4)H＋ [解

31、析](1)傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，鋅與酸反應(yīng)生成氫氣，故硫酸為電解質(zhì)溶液；硫酸亞鐵容易水解，且水解顯酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解變質(zhì)。(2)正極反應(yīng)是還原反應(yīng)，由電池總反應(yīng)可知放電時(shí)的正極反應(yīng)為VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O；充電時(shí)，陰極反應(yīng)為還原反應(yīng)，故為V3＋ 得到電子生成V2＋的反應(yīng)。(3)充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式為VO2＋＋H2O－e－===VO＋2H＋，故充電完畢的正極電解液為VO溶液，而放電完畢的正極電解液為VO2＋溶液，故正極電解液可能是選項(xiàng)acd。(4)充電和放電過(guò)程中，正極電解液與負(fù)極電解液不能混合，起平衡電荷作用的是加入的酸，故H＋可以通過(guò)隔膜。 22．(本小題滿分1

32、2分)含鉻(Cr)工業(yè)廢水的處理原理是將Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3＋，再將Cr3＋轉(zhuǎn)化為沉淀。轉(zhuǎn)化過(guò)程中，廢水pH與Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3＋的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖1所示，實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)電解法處理含鉻廢水的裝置如圖2所示： 請(qǐng)根據(jù)以上回答下列問(wèn)題： (1)含鉻廢水預(yù)處理的方法是____________________________。 (2)寫出下列反應(yīng)的離子方程式：①電解過(guò)程中的陰極反應(yīng)式____________；②Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3＋的離子方程式______________ __________________________________________________________。

33、 (3)當(dāng)廢水顏色不再發(fā)生明顯變化時(shí)，切斷電源，取出電極，再調(diào)節(jié)電解液的pH至8左右。調(diào)節(jié)pH的目的是 ______________________________________________________。 (4)含鉻廢水國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)為含量≤0.1000mg/L。取上述電解后的廢水200.00mL，調(diào)節(jié)pH＝1后置于錐形瓶中，用濃度為0.0001mol/L的KI溶液滴定，至滴定終點(diǎn)時(shí)，用去KI溶液9.00mL。已知酸性條件下，I－被Cr2O氧化的產(chǎn)物為I2。用計(jì)算所得數(shù)據(jù)說(shuō)明上述電解法處理后的廢水是否符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)：________。 [答案](1)調(diào)節(jié)廢水pH為1左右　(2

34、)①2H＋＋2e－===H2↑?、?6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O　(3)使溶液中的Fe3＋、Cr3＋全部轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀　(4)經(jīng)計(jì)算知，上述電解后的廢水中含量為0.0780mg/L，符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn) [解析]①由圖1可知，當(dāng)pH約為1時(shí)，轉(zhuǎn)化率最高，含鉻廢水預(yù)處理的方法是調(diào)節(jié)廢水pH為1左右，以提高轉(zhuǎn)化率。(2)電解的原理是鐵作陽(yáng)極失電子生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋將Cr2O還原為Cr3＋，陰極為溶液中的H＋放電。(3)由信息可知，最終是將Cr3＋轉(zhuǎn)化為沉淀，調(diào)節(jié)pH的目的是使溶液中的Fe3＋、Cr3＋全部轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀。(4)由電子守恒得：Cr2O～3I2～6I－，得含量為 ×52g/mol×2×1000mg/g＝0.0780mg·L－1。