高考化学复习《化学反应与能量》专项推断题综合练习
一、化学反应与能量练习题（含详细答案解析）
1．碳酸锰是制取其他含锰化合物的原料，也可用作脱硫的催化剂等。一种焙烧氯化铵和菱锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如图所示
已知①菱锰矿粉的主要成分是MnCO3，还有少量的Fe、Al、Ca、Mg等元素 ②常温下，相关金属离子在浓度为0.1mol/L时形成M(OH)n沉淀的pH范围如表 金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Al3+ 3.8 5.2 Fe3+ 1.5 2.8 Fe2+ 6.3 8.3 Ca2+ 10.6 12.6 Mn2+ 8.8 10.8 Mg2+ 9.6 11.6 ③常温下，Ksp(CaF2)=1.46×10?10，Ksp(MgF2)=7.42×10?11；Ka(HF)=1.00×10?4 回答下列问题：
（1）“混合研磨”的作用为_______________________
（2）“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_________________________________ （3）分析图1、图2，焙烧氯化铵、菱锰矿粉的最佳条件是_____________________________
（4）净化除杂流程如下
①已知几种物质氧化能力的强弱顺序为(NH4)2S2O8＞KMnO4＞MnO2＞Fe3+，则氧化剂X宜选择__________
A．(NH4)2S2O8 B．MnO2 C．KMnO4
②调节pH时，pH可取的范围为_________________
2+c（Ca） =______若此时pH③常温下加入NH4F将Ca2+、Mg2+沉淀除去，此时溶液中，2+c（Mg）为6，c(Mg2+)= a mol/L，则c(HF)为______________ mol/L （用a表示）
（5）“碳化结晶”过程中不能用碳酸铵代替碳酸氢铵，可能的原因是__________________ 【答案】加快反应速率 MnCO3+2NH4Cl
加热MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O 温度为500℃ 且
m(MnCO3):m(NH4Cl)=1.10 B 5.2≤pH＜8.8 1.97 HCO3-，易生成氢氧化物沉淀 【解析】 【分析】
0.742×10-7 CO32-水解程度大于a根据流程：将菱锰矿粉(主要成分是MnCO3，还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素)和氯化铵混合研磨后焙烧：MnCO3+2NH4Cl
加热MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O，浸出液含有Mn2+、Fe2+、
Al3+、Ca2+、Mg2+，加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，反应为：
MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O，再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀除去，然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+以CaF2、MgF2沉淀除去，净化液主要溶质主要为MnCl2、NH4Cl，加入碳酸氢铵发生反应：Mn2++2HCO3-加热MnCO3↓+CO2↑+H2O，炭化结
晶，过滤，滤饼干燥后得到MnCO3，滤液为NH4Cl溶液，蒸发结晶得到NH4Cl固体，可循环使用，据此分析作答。 【详解】
(1)“混合研磨”可使物质充分接触，加快反应速率； (2)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为MnCO3+2NH4Cl
加热MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O；
(3) 根据图可知，锰的浸出率随着温度的升高而增大，随着m(NH4Cl)：m(锰矿粉)增大而增到，500℃、m(NH4Cl)：m(锰矿粉)=1.10时，锰的浸出率最高，温度过高，m(NH4Cl)：m(锰矿粉)增大，浸出率变化不大，成本增加，故焙烧温度取500℃、m(NH4Cl)：m(锰矿粉)=1.10即可；
(4)①根据分析，浸出液含有Mn2+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+，加入氧化剂X的目的将Fe2+氧化为Fe3+，同时在选择氧化剂时，要尽可能不要引入新的杂质，则氧化剂X宜选择MnO2，答案选B；
②根据分析，再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀除去，然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+以CaF2、MgF2沉淀除去，净化液主要溶质主要为MnCl2、NH4Cl，过程中不能让Mn2+沉淀，结合相关金属离子在浓度为0.1mol/L时形成M(OH)n沉淀的pH范围表，Al3+、Fe3+完全沉淀时的pH值分别为5.2和2.8，Mn2+开始沉淀的PH值为8.8，pH可取的范围为5.2≤pH＜8.8；
2+-Ksp?CaF2?c?Ca?c?F?c（Ca2+） 1.46?10?10===≈1.97；若此时pH为6，即③
Ksp?MgF2?c?Mg2+?c?F-?2c（Mg2+）7.42?10?112c(H+)=10-6 mol/L，c(Mg2+)= a mol/L，c(F-)=Ksp?MgF2?c?Mg2??7.42?10?11=mol/L，HF是弱
a mol/L酸，在溶液中部分电离，已知Ka(HF)=
c?H???c?F??c?HF?=1.00×10?4则
7.42?10-11+-10mol/L?mol/L0.742c(HF)=c?H??c?F?= ×10-7mol/L； a mol/L=aKa?HF?1.00?10?4-6(5)“碳化结晶”过程中，因为碳酸根离子水解程度大，碳酸铵溶液中c(OH?)较大，易产生Mn(OH)2沉淀，故碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液。
2．以氯化钾和硫酸亚铁为原料生产硫酸钾和氧化铁红颜料，其主要流程如下：
已知：NH4HCO3溶液呈碱性，30℃以上NH4HCO3大量分解。
(1)NH4HCO3溶液呈碱性的原因是_____________________________________。
(2)写出沉淀池I中反应的化学方程式_____________________________，该反应必须控制的反应条件是________________________________________。
(3)检验沉淀池I中Fe2+沉淀是否完全的方法是_____________________。 (4)酸化的目的是______________________________。
(5)在沉淀池II的反应中，为使反应物尽可能多地转化为生成物，可在反应过程中加入___。
a．(NH4)2SO4 b．KCl c．丙醇 d．水
(6)N、P、K、S都是植物生长所需的重要元素。滤液A可做复合肥料，因为其中含有_____________等元素。
【答案】NH4+的水解程度小于HCO3-的水解程度 2NH4HCO3 + FeSO4 → FeCO3↓ + (NH4 )2SO4 + CO2↑ + H2O 反应温度低于30℃ 取沉淀池I的滤液，滴加KSCN溶液后滴加氯水，若无红色出现，说明沉淀完全 除去溶液中的HCO3- c N、S、K 【解析】 【分析】
FeSO4与NH4HCO3发生双水解反应生成碳酸亚铁、硫酸铵、二氧化碳等，然后过滤得到碳酸亚铁，碳酸亚铁在空气中加热得到氧化铁，因滤液中含有NH4HCO3，向滤液中加入硫
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