(含3套新高考模拟卷)2019-2020学年高三化学一轮复习专题3.5中和滴定原理在定量实验中的拓展应用

请回答：

（1）传统工艺处理高硫锰矿时，不经“混合焙烧”，而是直接用H2SO4浸出，其缺点为____。 （2）“氧化”时，发生反应的离子方程式为____。若省略“氧化”步骤，造成的后果是____。 （3）“中和除杂”时，生成沉淀的主要成分为____(填化学式)。

“氟化除杂”时，(已知：Ksp(MgF2)=6.4×10?10；（4）若使溶液中的Mg2+和Ca2+沉淀完全，需维持c(F-)不低于____。Ksp(CaF2)=3.6×10?12)

（5）“碳化结晶”时，发生反应的离子方程式为_____。

（6）用惰性电极电解MnSO4溶液可制备MnO2，电解过程中阳极的电极反应式为____。

【答案】产生硫化氢等气体，污染环境 MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O Fe2+与Mn2+沉淀区有重叠，造成Mn2+损失(或Fe2+去除不完全,影响产品纯度) Fe(OH)3、Al(OH)3 8×10?3mol·L?1 Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O Mn2++2H2O?2e?=MnO2+4H+ 【解析】 【分析】

高硫锰矿（主要成分为含锰化合物及FeS）与氧化锰矿混合焙烧，得到MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO，加入硫酸，得到Mn2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+的酸性溶液，加入二氧化锰将亚铁离子氧化为铁离子便于除去，再加入碳酸钙中和，将铁离子与铝离子以氢氧化物的形式除去，加入MnF2除杂，使溶液中的Mg2+沉淀完全，此时溶液中的金属离子为锰离子，加入碳酸铵发生Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O，加入硫酸溶解硫酸锰，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸锰的水合物，据此分析。 【详解】

（1）高锰矿含有FeS，传统工艺处理高硫锰矿时，不经“混合焙烧”，而是直接用H2SO4浸出，产生硫化氢等气体，污染环境；故答案为：产生硫化氢等气体，污染环境；

（2）氧化时用二氧化锰氧化亚铁离子，离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；若省略“氧化”步骤，根据图表Fe2+与Mn2+沉淀区有重叠，造成Mn2+损失(或Fe2+去除不完全，影响产品纯度)；故答案为：MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；Fe2+与Mn2+沉淀区有重叠，造成Mn2+损失(或Fe2+去除不完全,影响产品纯度)；

“中和除杂”时，铁离子与铝离子与加入的碳酸根离子之间发生双水解反应得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀；（3）

故答案为：Fe(OH)3、Al(OH)3；

（4）已知：Ksp(MgF2)=6.4×10?10，若使溶液中的Mg2+沉淀完全，需维持c(F?)不低于

6.4?10-10mol/L=8?10-3mol/L，故答案为：8×10?3mol·L?1； -51?10（5）“碳化结晶”时，发生反应的离子方程式为：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O； 故答案为：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O；

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（6）用惰性电极电解MnSO4溶液可制备MnO2，电解过程中阳极发生氧化反应，元素化合价升高，故为硫酸锰失去电子生成二氧化锰，电极反应式为：Mn2++2H2O?2e?=MnO2+4H+，故答案为：Mn2++2H2O?2e?=MnO2+4H+。

19．联氨(N2H4)和次磷酸钠(NaH2PO2)都具有强还原性.都有着广泛的用途。 (1)已知:①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-621.5 kJ●mol-1 ②N2O4(l)-=N2(g)+2O2(g) △H2=+204.3 kJ●mol-1

则火箭燃料的燃烧反应为2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) △H=_____.

(2)已知反应N2H4(g)+ 2Cl2(g)?N2(g)+4HCl(g),T°C时,向V L恒容密闭容器中加入2 mol N2H4(g)和4 mol Cl2(g) ,测得Cl2和HCl的浓度随时间的关系如图所示。

①0~ 10 min内,用N2(g)表示的平均反应速率v(N2)=_______。 ②M点时,N2H4的转化率为______(精确到0.1)%。

③T °C时,达到平衡后再向该容器中加入1.2 mol N2H4(g)、0.4 mol Cl2(g)、0. 8 mol N2 (g)、1.2 mol HCl(g) ,此时平衡______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。

(3)①在惰性气体中,将黄磷(P4)与石灰乳和碳酸钠溶液一同加入高速乳化反应器中制得NaH2PO2,同时还产生磷化氢(PH3)气体,该反应的化学方程式为________________。

②次磷酸(H3PO2)是一元酸，常温下.1.0 mol●L-1的NaH2PO2溶液pH为8,则次磷酸的Ka=___________。 ③用次磷酸钠通过电渗析法制备次磷酸.装置如图2所示。交换膜A属于____(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜,电极N的电极反应式为______,当电路中流过3.8528×105库仑电量时.制得次磷酸的物质的量为_____ (一个电子的电量为 1.6×10- 19库仑,NA数值约为6. 02× 1023)。

【答案】-1038.7kJ?mol-1 0.06mol/(L?min) 33.3 逆向移动 2P4+3Ca(OH)2+3Na2CO3+6H2O==== 6NaH2PO2+2PH3↑+3CaCO3 1.0×10-2 阳离子 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 4mol

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【解析】 【分析】 【详解】

(1)根据盖斯定律，反应①×2+②即可得火箭燃料的燃烧反应

2N2H4(1)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g)△H=(-621.5×2+204.3)kJ?mol-1=-1038.7kJ?mol-1； (2)根据图示，Cl2作为反应物浓度需减小，HCl作为生成物浓度需增大， ①△c(Cl2)=(2-0.8)mol/L=1.2mol/L，v(Cl2)=可得v(N2)=

?c1.2mol/L=0.12mol/(L?min)，根据反应速率与计量系数成正比=?t10min1v(Cl2)=0.06mol/(L?min)， 2②据图可知反应开始时c(Cl2)=2mol/L，投料为2 mol N2H4(g)和4 mol Cl2(g) ，则开始时c(N2H4)=1mol/L，容器体积为2L，设M点 N2H4的转化量为x mol/L，列三段式：

N2H4?g?+2Cl2?g??N2?g?+4HCl?g?起始(molgL-1)1200

转化(molgL-1)x2xx4x平衡(molgL-1)1-x2-2xx4x11molgL-1M点Cl2和HCl的浓度相等，则2-2x=4x解得x=mol/L，则N2H4的转化率为3=33.3%；

31molgL-1③据图可知反应平衡时c(Cl2)=0.8mol/L，初始c(Cl2)=2mol/L，c(N2H4)=1mol/L，则根据反应方程式N2H4(g)+ 2Cl2(g)?N2(g)+4HCl(g)可知，反应中消耗c(Cl2)=1.2mol/L，消耗c(N2H4)=0.6mol/L，生成c(N2)=0.6mol/L，c(HCl)=2.4mol/L，所以平衡时各物质的浓度为c(Cl2)=0.8mol/L，c(N2H4)=0.4mol/L，c(N2)=0.6mol/L，

0.6?2.44c(HCl)=2.4mol/L，则该温度下的平衡常数K==77.76；

0.4?0.82平衡后再向该容器中加入1.2molN2H4(g)、0.4 mol Cl2(g)、0.8molN2(g)、1.2molHCl(g)，各物质的浓度变为

1?34c(Cl2)=1mol/L，c(N2H4)=1mol/L，c(N2)=1mol/L，c(HCl)=3mol/L，此时Qc==81>K，所以平衡逆向移动；

1?12(3)①该反应中反应物有P4、Ca(OH)2、Na2CO3等、生成物有NaH2PO2、PH3等，据此可知该反应中P元素化合价既升高又降低，发生歧化，升高1价，降低3价，则NaH2PO2和PH3的系数比为3：1，再结合元素守恒可知方程式为：2P4+3Ca(OH)2+3Na2CO3+6H2O==== 6NaH2PO2+2PH3↑+3CaCO3；

②次磷酸(H3PO2)是一元酸，1.0mol?L-1的 NaH2PO2溶液水解方程式为：H2PO2-+H2O=H3PO2+OH-，pH=8，则c(H+)=10-8mol/L，c(OH-)=c(H3PO2)=10-6mol/L，c(H2PO2-)=(1.0-10-6)mol/L≈1mol/L，c?H+?gc?H2PO-10-8?12?Ka==1.0×10-2； =-6c?H3PO2?10③根据图示可知，产品室产生次磷酸，则电极M应为阳极电解水中的OH-，剩余H+通过交换膜A移向产品室，所以交换膜A为阳离子交换膜；电极N为阴极电解H+，电极N的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；

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53.8528?101?=4mol，次磷酸根带一个电路中流过3.8528×105库仑电量时，转移的电子的物质的量为

1.6?10-19NA负电荷，氢离子带一个正电荷，所以电解过程中转移1mol电子生成1mol次磷酸，则转移4mol电子时生成4mol次磷酸。 【点睛】

当定性判断平衡移动方向较困难时，可以进行定量判断，反应某一时刻的浓度若大于平衡常数，则平衡逆向移动；浓度商小于平衡常数，则平衡正向移动；浓度商等于平衡常数，则反应达到平衡。

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