1、大题规范练(四)(分值：43分，建议用时：25分钟)非选择题：共43分。每个试题考生都必须作答。26(14分)硫酸锰(MnSO4H2O)是一种粉色晶体，易溶于水，不溶于乙醇，是重要的微量元素肥料之一，可促进多种经济作物生长从而增加其产量。甲、乙两组同学拟制取硫酸锰并探究其性质。 (1)甲组同学拟制备MnSO4H2O。首先称取5.0 g MnO2于200 mL烧杯中，加入12.00 mL 6.00 molL1硫酸和6.00 mL H2O。然后再称取8.0 g草酸晶体(H2C2O42H2O)，将溶液稍加热后，在搅拌下缓慢向烧杯中分批加入草酸晶体粉末。待充分反应后过滤得到浅粉色溶液，将溶液蒸发浓缩，
2、加入适量乙醇冷却结晶，干燥后得MnSO4H2O。实验中配制100 mL 6.00 molL1硫酸时，需要的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和_。在上述过程中，若MnO2的转化率为97.44%，则最终得到MnSO4H2O晶体的质量为_g。(2)乙组同学拟研究硫酸锰的高温分解产物，用下图装置测量生成的Mn3O4、SO2、SO3及水蒸气。装置正确的连接顺序为_(按气流方向，填装置序号)。实验自始至终均需通入N2，其目的是_。若起始时，在装置中加入MnSO4H2O 50.7 g，充分反应后，测得装置增重6.4 g，则MnSO4H2O分解的化学方程式为_。【思路分析】分析制备MnSO4H2O的实验操作
3、及数据，确定配制溶液所需仪器，并结合Mn元素守恒计算MnSO4H2O晶体的质量；分析实验探究硫酸锰的高温分解产物的装置及实验数据，结合元素守恒确定各物质的物质的量，写出反应的化学方程式。【解析】(1)实验中配制100 mL 6.00 molL1硫酸时，需要的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和100 mL容量瓶。经粗略计算易知MnO2完全反应。据Mn元素守恒可知，MnO2与MnSO4H2O之间存在关系式：MnO2MnSO4H2O，称取5.0 g MnO2，MnO2的转化率为97.44%，则最终得到MnSO4H2O晶体的质量为169 gmol19.464 g。(2)装置用于加强热分解MnSO4H
4、2O晶体，装置用于吸收水蒸气和SO3，装置用于吸收SO2，故装置的连接顺序为。通入N2目的是将生成的气体全部吹入吸收瓶、中。MnSO4H2O晶体受热分解生成Mn3O4、SO2、SO3及水蒸气，50.7 g MnSO4H2O的物质的量为0.3 mol，据Mn元素守恒可知，n(Mn3O4)0.1 mol；装置增重6.4 g，即SO2的质量为6.4 g，则有n(SO2)0.1 mol，结合S元素守恒可知，n(SO3)0.3 mol0.1 mol0.2 mol；结合H元素守恒可知，n(H2O)0.3 mol，故MnSO4H2O、Mn3O4、SO3、SO2和H2O的物质的量之比为0.3 mol0.1 m
5、ol0.2 mol0.1 mol0.3 mol31213，故化学方程式为3MnSO4H2OMn3O42SO3SO23H2O。【答案】(14分)(1)100 mL容量瓶(2分)9.464(3分)(2)(3分)排出装置中的空气，并将生成的气体全部吹入吸收瓶、中(3分)3MnSO4H2OMn3O42SO3SO23H2O(3分)27(14分)锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。其中普通锌锰电池的构造图如图所示。回答下列问题： (1)电池放电时发生的主要反应为Zn2NH4Cl2MnO2=Zn(NH3)2Cl22MnOOH，正极发生的主要反应是_。(2)如图表示从废旧普通锌锰电池除去锌壳和电极后的内
6、容物中回收制备KMnO4等物质的一种工艺(不考虑废旧电池中实际存在的少量其他金属)。黑色固体混合物水浸时为提高浸出速率，常采用的措施为_(答两条)；得到滤液加入稀盐酸的作用为_。滤渣水洗、灼烧后固体的主要成分只有一种，操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4，该过程中发生反应的化学方程式为_。图中产物的化学式分别为：A_，B_。(3)准确称量得到的KMnO4(不含能与草酸反应的杂质)3.160 g，放入小烧杯中，加水溶解后转移到200 mL容量瓶中定容，在锥形瓶中用差量法称取0.6700 g无水草酸钠，加入足量硫酸溶液溶解，加热至7580 。用已配制好的KMnO4溶液进行滴定，消耗溶液体积为2
7、2.50 mL。已知：Mr(Na2C2O4)134；Mr(KMnO4)158。判断滴定终点的现象是_。KMnO4的纯度为_。(精确至0.01)【思路分析】(1)根据原电池基本原理写出锌锰电池的电极反应。(2)根据流程信息和前后物质推断各步发生的反应，分析锰元素的化合价前后变化是解题关键，制备高锰酸钾的同时也要除去杂质。(3)写出相关反应方程式，根据数据分析计算。【解析】(1)原电池中正极反应是得电子的还原反应，根据电池总反应式得，正极反应式为MnO2NHe=MnOOHNH3。(2)提高浸出速率，就是提高反应速率，可以采取的措施有升高温度、将固体粉碎、搅拌等；加入盐酸的目的是使Zn(NH3)2C
8、l2转化成ZnCl2，同时溶液显酸性，加盐酸能够抑制浓缩结晶时Zn2水解。滤渣水洗、灼烧后固体的主要成分只有一种，根据后续流程可知该固体为MnO2，操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4，则MnO2作还原剂，KClO3作氧化剂，根据化合价升降法进行配平，得到：3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O。K2MnO4溶解后通入CO2，溶液酸性增强，K2MnO4发生歧化反应生成KMnO4和MnO2，过滤得到滤渣A为MnO2；NH4Cl不稳定受热易分解，遇冷重新生成NH4Cl(即化合物B)。(3)利用高锰酸钾的强氧化性把草酸氧化，高锰酸钾溶液本身可作指示剂，因此滴定终点的现象是：当滴
9、入最后一滴溶液，溶液变为浅红色且半分钟内不褪色。滴定过程中发生的反应方程式为2MnO5C2O16H=2Mn210CO28H2O，根据得失电子守恒，消耗n(Na2C2O4)0.005 mol，则消耗高锰酸钾的物质的量为0.002 mol，消耗溶液体积为22.50 mL，高锰酸钾的质量分数为100%88.89%。【答案】(14分)(1)MnO2NHe=MnOOHNH3(3分，不是最简比只得1分，“=”使用“”扣1分)(2)加热、将固体混合物粉碎、搅拌(2分)发生反应Zn(NH3)2Cl22HCl=ZnCl22NH4Cl，并抑制浓缩时Zn2发生水解(2分，反应方程式也可用文字说明，转化和抑制水解各1
10、分)3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O(2分，熔融也可用加热、高温，没有扣1分) MnO2(1分)NH4Cl(1分)(3)当滴入最后一滴溶液，溶液变为浅红色且半分钟内不褪色(1分)88.89%(2分)28(15分)含氮化合物在工农业生产中都有重要应用。(1)氮和肼(N2H4)是两种最常见的氮氢化物。已知：4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)H15418 kJmol1，化学平衡常数为K1。N2H4(g)O2(g)N2(g)2H2O(g)H2534 kJmol1，化学平衡常数为K2。则用NH3和O2制取N2H4的热化学方程式为_，该反应的化学平衡常数K_(用K
11、1、K2表示)。(2)对于2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)，在一定温度下，于1 L的恒容密闭容器中充入01 mol NO和03 mol CO，反应开始进行。下列能说明该反应已经达到平衡状态的是_(填字母代号)。Ac(CO)c(CO2)B容器中混合气体的密度不变Cv(N2)正2v(NO)逆D容器中混合气体的平均摩尔质量不变图1为容器内的压强(p)与起始压强(p0)的比值随时间(t)的变化曲线。05 min内，该反应的平均反应速率v(N2)_，平衡时NO的转化率为_。图1图2(3)使用间接电化学法可处理燃烧烟气中的NO，装置如图2所示。已知电解池的阴极室中溶液的pH在47之间，写出
12、阴极的电极反应式：_。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理_。【解析】(1)将题中热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，由2得：4NH3(g)O2(g)2N2H4(g)2H2O(g)H5262 kJmol1，K1，K，K。(2)c(CO)c(CO2)，反应不一定达到平衡状态，A项错误；混合气体的密度等于混合气体的质量除以容器体积，这是一个定值，故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，B项错误；2v(N2)正v(NO)逆时反应达到平衡状态，C项错误；该反应在反应前后气体分子数不相等，故容器中混合气体的平均摩尔质量不变可以说明反应达到平衡状态，D项正确。同温同容条件下压强之比等于物质的量
13、之比，设05 min反应的NO为x mol，则反应的CO为x mol，生成N2 05x mol，生成CO2 x mol，则0925，解得x006，故05 min内，v(N2)0006 molL1min1；由图像可知，在10 min时反应达到平衡，设达到平衡时反应的NO为y mol，则反应的CO为y mol，生成N2 05y mol，生成CO2 y mol，则090，解得y008，则平衡时NO的转化率为100%80%。(3)由装置图可知，阴极室是HSO放电，在酸性条件下生成S2O，则阴极的电极反应式为2HSO2e2H=S2O2H2O；由题图知，NO与S2O反应生成N2和HSO，离子方程式为2NO2S2O2H2O=N24HSO。【答案】(15分)(1)4NH3(g)O2(g)2N2H4(g)2H2O(g)H5262 kJmol1(2分)(2分)(2)D(2分)0006 molL1min1(2分)80%(2分)(3)2HSO2e2H=S2O2H2O(2分)2NO2S2O2H2O=N24HSO(3分)
