2016年高考全国及各地市理科综合化学部分 原理综合题专题汇编

铁的最终物质形态 pH=4.5时，NO3的去除率低。其原因是________。

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（3）实验发现：在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe2可以明

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显提高NO3的去除率。对Fe2的作用提出两种假设：

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Ⅰ. Fe2直接还原NO3；

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Ⅱ. Fe2破坏FeO（OH）氧化层。

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①做对比实验，结果如右图所示，可得到的结论是_______。

②同位素示踪法证实Fe2能与FeO（OH）反应生成Fe3O4。结合该反应的离子方程式，解释

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加入Fe2提高NO3去除率的原因：______。

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pH =4.5（其他条件相同）

（4）其他条件与（2）相同，经1小时测定NO3的去除率和pH，结果如下： 初始pH NO3的去除率 1小时pH ——

pH=2.5 约10% 接近中性 —

pH=4.5 约3% 接近中性 与（2）中数据对比，解释（2）中初始pH不同时，NO3去除率和铁的最终物质形态不同的原因：__________。

【答案】（1）①铁 ②NO3+8e+10H=NH4+3H2O

（2）因为铁表面生成不导电的FeO(OH)，阻止反应进一步发生

（3）①本实验条件下，Fe2不能直接还原NO3；在Fe和Fe2共同作用下能提高NO3的去除

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率。

②Fe2+2FeO(OH)=Fe3O4+2H， Fe2将不导电的FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，有利于

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反应的进行，使NO3的去除率提高

（4）Fe＋2H=Fe2＋H2↑，初始pH较小，氢离子浓度高，产生的Fe2浓度大，促使FeO

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（OH）转化为可导电的Fe3O4，使反应进行的更完全，初始pH高时，产生的Fe2浓度小，

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从而造成NO3去除率和铁的最终物质形态不同。

【考点定位】本题主要是考查化学反应原理，涉及电化学、氧化还原反应等相关知识 【名师点晴】该题一改化学原理综合应用的拼题，改成“借实验考原理”的方式来考查学生应用化学反应基本理论、化学反应速率平衡、电化学等理论联系实际，分析解决氧化还原反应、速率平衡、电化学等问题的能力。此题区分度在第（4）问。实际上，我们只要抓住主要矛盾，便可简化解题思路。我们只需要从影响速率平衡的主要因素（此题主要是浓度）考虑问题即可。此问极易诱导学生从复杂角度分析问题，不容易得到正确答案。

四川卷.11． (16分）资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用。磷尾矿主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3 。某研究小组提出了磷尾矿综合利用的研究方案，制备具有重要工业用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2，其简化流程如下：

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已知：①Ca5(PO4)3F在950℃不分解； ②4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C请回答下列问题：

（1）950℃煅烧磷尾矿生成气体的主要成分是___________。 （2）实验室过滤所需的玻璃仪器是_____________。

（3）NH4NO3溶液能从磷矿I中浸取出Ca2+的原因是__________。 （4）在浸取液II中通入NH3，发生反应的化学方程式是____________。

（5）工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知25℃，101kPa时： CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) △H=-271kJ/mol 5 CaO(s)+H3PO4(l)+HF(g)= Ca5(PO4)3F (s)+5H2O(l) △H=-937kJ/mol

2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4

则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是_________________。 （6）在一定条件下CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g)，当CO与H2O(g)的起始物质的量之

比为1:5，达平衡时，CO转化了5/6.若akg含Ca5(PO4)3F（相对分子质量为504）的质量分数为10%的磷尾矿，在上述过程中有b%的Ca5(PO4)3F转化为P4，将产生的CO与H2O(g)按起始物质的量之比1:3混合，则相同条件下达平衡时能产生H2________kg。 【答案】（1）二氧化碳（CO2）。 （2）烧杯、漏斗和玻璃棒。 （3）NH4NO3溶液中铵离子水解呈酸性。 （4）MgSO4+2NH3+2H2O

Mg(OH)2+(NH4)2SO4 。

（5）Ca5(PO4)3F (s)+ 5H2SO4(l)=5CaSO4(s) +H3PO4(l)+HF(g) △H=-418kJ/mol 。 （6）3（30×28×a×10%×b%）/56（4×504）kg。

【解析】试题分析：（1）根据题给化学工艺流程和信息①知磷尾矿[主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3 ]在950℃下煅烧，其中碳酸钙和碳酸镁分解，生成气体的成分为二氧化碳（CO2）。

（2）实验室过滤所需的玻璃仪器是烧杯、漏斗和玻璃棒。

（3）NH4NO3溶液中铵离子水解呈酸性，H能从磷矿I中浸取出Ca2+。

＋

（4）根据化学工艺流程判断浸取液II的主要成分为硫酸镁溶液，通入NH3，发生反应的化学方程式是MgSO4+2NH3+2H2O（5）略

（6）根据题给数据利用三行式分析。设CO的起始浓度为1mol/L，则水蒸气的起始浓度为5mol/L CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g)，

Mg(OH)2+(NH4)2SO4 。

起始浓度（mol/L）1 5 0 0 转化浓度（mol/L）5/6 5/6 5/6 5/6 平衡浓度（mol/L）1/6 25/6 5/6 5/6

则K=c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)=1。相同条件下当CO与H2O(g)的起始物质的量之比为1:3，平衡常数不变，设转化的CO为x。 CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g)，

起始浓度（mol/L）1 3 0 0 转化浓度（mol/L）x x x x 平衡浓度（mol/L）(1-x) (3-x) x x

则x2/(1-x)(3-x)=1,解得x=3/4，即达平衡时，CO转化了3/4。转化为P4的Ca5(PO4)3F质量为a×10%×b%kg，根据反应4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C

2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4知生

成CO的质量为（30×28×a×10%×b%）/（4×504）kg，则转化的CO的质量为3（30×28×a×10%×b%）/4（4×504）kg，根据反应：CO(g)+H2O(g) 同条件下达平衡时能产生H23（30×28×a×10%×b%）/56（4×504）kg。 考点：化学反应原理，涉及化学反应速率、化学平衡、化学反应与能量等

天津卷.10.(14分)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：

（1）与汽油相比，氢气作为燃料的优点是_________(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：____________。 （2）氢气可用于制备H2O2。已知： H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1 O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2

B为有机物，“<”其中A、两反应均为自发反应，则H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH____0(填“>”、或“=”)。

（3）在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)+yH2(g)学平衡。下列有关叙述正确的是________。 a．容器内气体压强保持不变 b．吸收y mol H2只需1 mol MHx c．若降温，该反应的平衡常数增大

d．若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)>v(吸氢)

（4）利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为_______。（5）化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢

?气：Fe+2H2O+2OH

2?

CO2(g)+H2(g)知相

MHx+2y(s) ΔH<0达到化

FeO42?+3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生

成紫红色的FeO4，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。