2024版化学大二轮综合大题标准练(四)

综合大题标准练(四)

1.粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，主要成分有AI2O3、Fe2O3>FeO和SiO?

等物质。综合利用粉煤灰不仅能够防止环境污染，还能制得纳米FezCh等重要物质。

H2sol酸浸

一极I

NaCl溶液

一有机层J

滤渣反落取

纳米FeA评%R00H⑹.①黑’出(水层H卜

已知：

3+-+

①伯胺R—NH2能与Fe3+反应:3R—NH2+Fe+SOi+H20Fe(NH2—R)3(OH)SO4+H,

生成易溶于煤油的产物。

②Fe3‘在水溶液中能与反应：Fe3+4-6Cr[FeCkf.

(1)“酸浸”过程中FeO发生反应的离子方程式为

滤渣的成分为o

(2)加入过量H2O2的作用是___________________________________________________

⑶伯胺-煤油可对浸取液进行分离，该操作的名称是。

(4)向水层II中加入N2H4可使Fe3*转化为Fe。*并放出对环境无害的气体，理论上氧化剂与还

原剂的物质的量之比为;向所得弱酸性溶液中再通入02即可生成FeOOH,其离

子方程式为_______________________________________________________________

+2+

答案(1)2H+FeO=Fe+H20SiO2

(2)将亚铁离子完全氧化为铁离子，有利于与伯胺反应，提高萃取率(3)萃取、分液(4)4：1

2+b

4Fe+02+6H20=4FCOOHI+8H

解析向粉煤灰中加入硫酸酸浸，除去滤渣Si02等，浸取液加入过量双氧水和伯胺-燃油，

得到水层和有机层，分液后，有机层加入氯化钠溶液反直取，得到水层，再加入过量肌和氧

气，得到FeOOH,煨烧得到纳米氧化铁。(4)向水层H中加入N2H4可使Fe3+转化为Fe?+并

放出对环境无害的气体即羡气，反应的离子方程式为4Fe，++N2H4=4Fe2++N2t+4H：该

反应中Fe元素化合价由+3价变为+2价，N元素化合价由-2价变为0价，则该反应中氧

化剂与还原剂的物质的量之比为4：1;向所得弱酸性溶液中再通入02即可生成FcOOH,其

2+

离子方程式为4Fe+02+6H2O=4FeOOHI+8H+。

2.气候变化是H前全球最重要、最紧迫的议题之一，C6的综合利用是解决该问题的有效途

径。

⑴可利用CH4与C02制备“合成气(CO、H»”,还可制备甲醇、二甲健、碳基燃料等产品。

甲烷、二氧化碳干式重整涉及以下反应：

i.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)AH,K\

ii.CO(g)+H2O(g)CO;(g)+H2(g)AH2K2

iii.CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)bH\Ky

加用为标准摩尔生成焰，其定义为标准状态下，由稳定相态的单质生成1mol该物质的蜡变。

对于稳定相态单质，其AV］为零。根据下表所示数据，计算反应i的反应热AM=o

物质

CH4CO2CO

△四(kJmoL)-74.8一393.5-110.5

⑵利用“合成气”合成甲醇后，甲醇脱水制得二甲雁的反应为2cH30H(g)n^，J

CH3OCH3(g)+H2O(g),当丁=500K时，反应平衡常数r七9,该温度下，在密闭容器中加

入一定量CH3OH,反应到达平衡状态时，体系中CH30cH3(g)的物质的量分数(填

字母)。

A2R-1

1

C.D.无法确定

(3)以co?为原料合成甲醉可以减少co?的排放，实现碳n勺循环利用。一种铜基催化剂对该反

应有良好的催化效果。

8

CuZrO2

<H,CO

(I)22

。1

HH6'o

1111

(HI)

CuZrO2

7HQ

(H)大

ry

Cu|

ZrO2

图1

①有学者提出CO2转化成甲醇的催化机理如图1所示，反应的副产物有

②一定条件下使CO2、H2混合气体通过反应器，检测反应器出口气体的成分及其含量，计算

CO2的转化率和CH30H的选择性以评价催化剂的性能。

已知：反应器内发生的反应有:

a.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)A//=-49.5kJmol

-1

b.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)A//=+41.2kJmol

〃(CH30HH微

CH3OH选择性=X100%

“(CO?)消耗

i.220℃时，测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比为

n(CH3OH)：”(CO?):n(CO)=l：7.20：0.11,则该温度下CO2转化率=X100%(列

出计算式,不必化简)。

ii.其他条件相同时，反应温度对CO2的转化率和CH30H的选择性的影响如图2、图3所示:

CO戢化率/%CHQH选择性/%

温度/七温度/X：

图2图3

温度高于260℃时，CCh平衡转化率变化的原因是

由图3可知，温度相同时CH30H选择性的实验值略高于其平衡值，从化学反应速率的角度

解释原因：__________________________________________________________________

(4)工业上也可以用电解法捕获CO?，以太阳能电池为电源，在酸性水溶液中用惰性电极电解

制得乙烯，则生成乙烯的电极反应为O

答案(1)+247.3kJ.moL(2)C(3)①CO、比0②]十；蓝工”温度升高，反应a平衡

逆向移动，反应b平衡正向移动；温度高于260℃时，反应b平衡正向移动的程度大于反应

a平衡逆向移动的程度在该条件下反应a和反应b的速率之比大于相同条件下平衡时甲醇

和CO的物质的量之比

-

(4)2CO2+12e+l2H*=C2H4+4H2O

解析⑴根据标准摩尔生成嬉,的定义，反应i的反应热△Hi=2X(-U0.5kJmor')+

2X0kJmor'-[-74.8kJ-moC1+(-393.5kJ-mo「)]=+247.3kJ-moPL

(2)设CH30H初始物质的量浓度为2amo卜L',CH3OH的平衡转化率为a,列三段式

催化剂

2cH30H(g)CH3OCH3(g)4-H2O(g)

起始/(molL」)2a00

转化/(molL「)2aaaaaa

平衡/(mol.L—1)2t/(l-a)aaaa

K="C喘S然:⑼=湍慧)］尸9,解得a=*平衡体系中CH30cH3(g)的物质的量分

6a

T31

数为五(3)②i.220℃时，测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比为

n(CH3OH):〃(CO2)：n(CO)=l：7.20：0.11,结合碳原子守恒，该温度下CO2的转化率=

二：：)］；°ii.由图2可知，温度高于260℃时，温度升高，反应a平衡逆向移动，反应

11/・4UIU・11

b平衡正向移动，反应b平衡正向移动的程度大于反应a平衡逆向移动的程度，CO2的转化

率增大：由图3可知，温度相同时反应a和反应b的速盘之比大于相同条件下平衡时甲醇和

co的物质的量之比，故CH3OH选择性的实脸值略高于其平衡值。

(4)CO2在阴极发生得电子的还原反应生成乙烯，1molCO2得到6moi电子，结合电荷守恒和

原子守恒，生成乙炜的电极反应为-+

2CO2+12e+12H=C2H4+4H2OO

3.重倍酸钾阳2。2。7)室温下为橘红色结晶性粉末，可溶于水，不溶于乙醇。实验室以铭铁

矿(主要成分为FeOCoCh，还含有硅、铝等杂质)为原料：利用固体碱熔氧化法制备K2O2O7

的步骤如下：

步骤I.熔融氧化

将6g铭铁矿与4g氯酸钾在研钵中混合均匀，取碳酸钠和氢氧化钠各4.5g于仪器A中混匀

后，小火熔融，再将矿粉分批加入用烟中并不断搅拌。用煤气灯强热，灼烧30〜35min,稍

冷几分钟，加水，过滤，得滤液i,滤渣中含红棕色固体。

步骤I【.中和除杂

将滤液i用稀硫酸调pH为7〜8,加热煮沸3min后,趁热过滤，用少量蒸储水洗涤残渣，

得滤液ii。

步骤HI.结晶

将滤液ii转移至蒸发皿中，用6mol-L硫酸调pH后加入1g氯化钾，在水浴上浓缩至表面

有晶膜为止，冷却结晶，过滤得重辂酸钾晶体，烘干，称量。

步骤IV.纯度测定

利用库仑滴定法测定K2O2O7固体样品的纯度：取〃?g样品，配成25()mL溶液，取2mL溶

液进行库仑法滴定，重复三次实验，测定平均电量(Q)为1.158C,已知计算KzCnCh的浓度

公式为molL-,(F为96500C-moF1,N为1个QCrzO?转化为Cr3卡时转移的电

rA/VAV

子数，V为滴定样品溶液的体积)。已知：常见微粒在不同pH条件下的存在形式如图所示。

当离子浓度＜10-5mo卜L-时，则认为该微粒已除尽。

回答下列问题：

⑴仪器A为(填字母)。

A.普通用期B.AI2O3坨期

C.氮化硅坨蜗D.石英用烟

(2)若用Ch代替KCQ，则理论上转化1molFcOCnCh所需。2的体积(标准状况,单位为L)

是所消耗KC103物质的量的倍。

(3)步骤I中“分批加入”的目的是。

(4)若步骤II中“调pH至3〜4”的不良后果是。

(5)进一步提纯步骤HI所得晶体的方法是。

⑹探究pH对K2cl"207溶液的氧化性强弱的影响。

实验操作实验现象实验结论

向酸化的KzCnCh溶液中加溶液形成灰绿色溶液，并产生________(用离子方程式

入一定量甲醇无色无味的气体表示)

向碱化的K2Cr2O7溶液中加酸性条件下K£r26溶液

入相同量甲醇的氧化性更强

(7)K2Cr2O7固体样品的纯度为(用含m的式子表示)。

答案(l)C(2)33.6(3)使反应物充分接触，充分反应(4)引入杂质离子A13+(5)重结晶

+

(6)8H+CH3OH+Cr20f=2^*+CO2t+6H2O无明显现象(或未形成灰绿色溶液和气

泡)(或噜斗

解析络铁矿的主要成分为FeOCnCK还含有硅、铝等杂质，在“熔融氧化”步骤中用KC103

将FeOCnCh氧化成红棕色固体FezCh和CrO『，KCIO3被还原成KC1,同时硅、铝的杂质转

化成SiOM、AI07；“中和除杂”步骤中用稀硫酸调pH为7〜8,加热煮沸3min后，趁热

过滤，将SiOF、A1O5转化成H2S23、Al(0H)3沉淀而除去;“结晶”步骤中用6mol硫

酸调pH将CrO「转化成C^O歹，然后加入1g氯化钾，在水浴上浓缩至表面有晶膜为止，冷

却结晶，过滤得重格酸钾晶体。(1)普通批培和石英培病中的SiCh在高温下能与Na2cCh和

NaOH反应，仪器A不能用普通卅娟和石英卅娴：ALO?用蜗中的AHh高温下能与Na2cO?

和NaOH反应，仪器A不能用AI2O3卅塔；仪器A应用氟化硅用炳。(2)1molFeOGQa无

论用。2氧化还是用KC1O?氧化，1molFeOCnCh失去的电子物质的量相等，根据得失电子

守恒，。2和KC1O3得到电子物质的量相等，则4〃(O2)=6〃(KC1O3),〃(O2)=%KCIO3),标准

3

pz(KCIO3)X22.4

状况下所需02的体积是所消耗KQ03物质的量的——“cc、—=33.6倍。(4)步骤II中用

稀硫酸调pH为7〜8,加热煮沸3min后,趁热过滤，将SiOf>Al必转化成H2SiO3>A1(OH)3

沉淀而除去；若步骤H中“调pH至3〜4”的不良后果是AI(OH)3会溶解，使得溶液中引入

杂质离子AP+。(6)酸化的KzCnCh溶液中加入一定量甲醇，溶液形成灰绿色溶液，并产生无

色无味的气体，CH30H被氧化成CO2,则CnO歹被还原成CP+,根据得失电子守恒、原子

守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为8H++CH3OH+Cr2。歹:ZCF+CO?t+6H2。；向

碱化的K2O2O7溶液中加入相同量甲醇，最终得出酸性条件下K2OO7溶液的氧化性更强，

则向碱化的K2Cr2O7溶液占加入相同量甲醇，实脸现象为无明显现象(或未形成灰绿色溶液和

-,

气泡)。(7)1个K2O2O7转化为CF+时得到6个电子，根据r(K2Cr2O7)=cv^vl/mol-L=

-H=Q-QQ1molL-|o则〃?g样品中含KzCnCh的物质的量为0.001

9o500C-molX6X2X1UL

",-4

molLX0.25L=2.5XI0mol,质量为2.5X1（厂,molX294g-mor1=0.0735g,K2Cr2O7固

（）（）73s735

体样品的纯度为之等上X100%=詈％。

4.法匹拉韦是一种广谱抗流感病毒药物，某研究小组以化合物I为原料合成法匹拉韦的路线

如下(部分反应条件省略)。

R'（H）\R'（H）

已知：「NH/ZR"斗JR"+卬

回答下列问题：

(1)化合物II中官能团名称为

⑵已知化合物II的核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积之比为6：4：1,其结构简式为

(3)反应物IH为乙二醛，反应①的化学方程式为

(4)反应②的反应类型是；

反应③的反应类型是o

(5)已知X的相对分子质量比化合物I少14,且ImolX能与足量NaHCCh溶液反应放出2