高考化学知识点过关培优易错试卷训练∶化学反应与能量附答案
一、化学反应与能量练习题（含详细答案解析）
1．钴和锌是重要的有色金属，其单质及化合物被广泛用于国民经济各个领域。一种从有机废催化剂中回收钴和锌的工艺流程如下：
＋＋＋＋＋
已知：“浸出”后溶液中含有Co2、Zn2、Mn2、Fe2、Fe3等。请回答：
(1)“煅烧”的目的为______________________________。 (2)“净化”时，与KMnO4发生反应的所有离子方程式有_____________________________。
(3)“沉钴”时，发生如下反应：(NH4)2S2O8＋H2O→NH4HSO4＋H2O2；H2O2→H2O＋
＋＋
O；···········；Co3＋H2O→Co(OH)3＋H。所缺的化学方程式为
______________________________；每生成1 molCo(OH)3，理论上消耗(NH4)2S2O8的物质的量为__________。
(4)Co(OH)3沉淀应依次用稀硫酸和水洗涤，检验沉淀是否洗涤干净的方法是____________。
(5)“沉钴”时pH不能太高，其原因为______________________________；“沉锌”时温度不能太高，其原因为________________________________________。
(6)取“沉锌”后所得固体34.1g，煅烧后得到固体24.3g，将生成的气体通过足量的浓硫酸，增重5.4g。则所得固体的化学式为____________。
【答案】除去其中的有机物(或将金属元素转化为氧化物，有利于后续浸出，合理即可) MnO4-+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+、3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+ 2Co2++O+2H+=2Co3++H2O 0.5mol 取最后一次洗涤液少许于试管中，向其加入氯化钡溶液，没有白色沉淀生成，证明洗涤干净 防止Zn2+提前沉淀 防止NH4HCO3热分解 ZnCO3?2Zn(OH)2?H2O 【解析】 【分析】
将废催化剂高温煅烧，将有机废催化剂中的有机物除去，并将金属元素转化为金属氧化
＋＋＋＋
物，用硫酸对煅烧产物进行酸浸，pH控制在1~5，得到含有Co2、Zn2、Mn2、Fe2、Fe3＋
的浸出液，调节溶液pH值为5~5.2，加入高锰酸钾将Mn2＋、Fe2＋氧化并转化为Fe(OH)3
和MnO2除去，再次调节溶液pH值为4.5，加入(NH4)2S2O8将Co2＋氧化为Co3＋并转化为Co(OH)3沉淀除去，调节pH值为8，加入碳酸氢铵使锌离子转化为ZnCO3?xZn(OH)2?yH2O沉淀，据此分析解答。 【详解】
(1)“煅烧”可以除去其中的有机物，同时可将金属元素转化为金属氧化物，有利于后续浸
出；
(2)“净化”时，加入KMnO4的目的是除去溶液中的Fe2+和Mn2+，反应的离子方程式为：MnO4-+3Fe2+ +7H2O= MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+、3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+； (3)从流程中可以看出，“沉钴”时，(NH4)2S2O8为氧化剂，因此除去的是Co2＋，结合所给反应过程，缺少将Co2转化为Co3的反应，则可得所缺的化学方程式为
2Co2++O+2H+=2Co3++H2O；根据电荷守恒可得，(NH4)2S2O8~H2O2~O~2Co3+~ 2Co(OH)3，每生成1mol Co(OH)3理论上消耗(NH4)2S2O8的物质的量为0.5mol；
(4) Co(OH)3沉淀应依次用稀硫酸和水洗涤，检验Co(OH)3沉淀是否洗涤干净，也就是检验是否含有硫酸根离子，可取取最后一次洗涤液少许于试管中，向其加入氯化钡溶液，没有白色沉淀生成，证明洗涤干净；
(5)“沉钴”时pH不能太高，防止Zn2+提前沉淀；“沉锌”时，加入NH4HCO3，铵盐受热易分解，温度不能太高，防止NH4HCO3热分解；
(6)取“沉锌”后所得固体34.1g，煅烧后得到固体24.3g，将生成的气体通过足量的浓硫酸，增重5.4g，增重的质量为水，根据质量守恒，煅烧生成的CO2气体的物质的量为
＋
＋
?34.1-24.3-5.4?g44g/mol=0.1mol，根据元素守恒可知ZnCO3?xZn(OH)2?yH2O为0.1mol，煅烧后生
24.3g=0.3mol，根据Zn元素守恒，0.1mol+0.1molx=0.3mol，则成的ZnO的物质的量为
81g/mol5.4gx=2，生成水的物质的量为=0.3mol，根据氢元素守恒，
18g/mol0.1mol×2×2+0.1mol×2y=0.3mol×2，则y=1，则所得固体的化学式为ZnCO3?2Zn(OH)2?H2O。
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，向滤液中加入硫酸，可除去HCO3，此时溶液中溶质为硫酸铵、硫酸，向溶液中加入足量KCl，此时溶液中因硫酸钾的溶解度较氯化铵低而发生沉淀，然后过滤，得到硫酸钾固体，以此解答。 【详解】
（1）NH4HCO3溶液中铵根离子水解显示酸性，碳酸氢根离子水解显示碱性，NH4的水解程度小于HCO3的水解程度，所以NH4HCO3溶液呈碱性，故答案为：NH4的水解程度小于HCO3的水解程度；
（2）碳酸氢根离子和亚铁离子之间发生双水解反应生成碳酸亚铁沉淀，并放出二氧化碳，反映的原理方程式为：2NH4HCO3+FeSO4=FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O，为防止较高温度下碳酸氢铵的分解，要注意温度的选择，故答案为：
2NH4HCO3+FeSO4=FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O；反应温度低于30℃；
（3）亚铁离子可以被氯气氧化为三价铁离子，亚铁离子遇到硫氰酸钾不显色，但是三价铁遇到硫氰酸钾显示红色，检验沉淀池I中Fe2+沉淀是否完全的方法是：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，故答案为：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；
（4）沉淀池Ⅰ中，除了生成的碳酸亚铁之外，溶液中含有过量的碳酸氢铵，加入酸，酸化的目的是除去溶液中的HCO3，故答案为：除去溶液中的HCO3；
（5）由题目看出在沉淀池II中生成的K2SO4为固体，而K2SO4在无机溶剂中溶解度是比较大的，要想使K2SO4析出只能降低其溶解度所以加入醇类溶剂目的降低K2SO4的溶解度，故选：c；
（6）滤液A的成分中含有(NH4)2SO4以及KCl，即其中含有N、S、K元素，属于复合肥料，故答案为：N、S、K。
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3．阅读下列材料，并完成相应填空
钯（Pd）是一种不活泼金属，性质与铂相似。在科研和工业生产中，含钯催化剂不仅用途广泛，且用量大，因此从废催化剂中回收钯具有巨大的经济效益。已知废催化剂的主要成分是钯和活性炭，还含有少量铁、锌。工业上采用如下流程从废催化剂中提取钯。
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