破难点3　归因解释、过程评价等描述题 热练（含解析）—2024年高考化学二轮复习

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已知：①NaVO3溶于水，NH4VO3难溶于水；
②Ksp(MgSiO3)＝2.5×10-5，Ksp[Mg3(PO4)2]＝2.5×10-24。
(1) 向石煤中加纯碱，在通入空气的条件下焙烧，V2O3转化为NaVO3，该反应的化学方程式为______________________________________________________。
(2) 向水浸后的溶液中加入MgSO4生成Mg3(PO4)2、MgSiO3沉淀以除去硅、磷。除杂后的溶液中MgSO4的浓度为0.1 ml·L-1，此时溶液中 eq \f(c（PO eq \\al(3-,4)）,c（SiO eq \\al(2-,3)）)＝________。
磷、硅去除率随温度变化的曲线如图甲所示，随着温度升高除磷率下降而除硅率升高，可能的原因是_________________________________________________
______________________________________________________________________。
eq \(\s\up7(),\s\d5(甲))
(3) “沉钒”时加入NH4Cl析出NH4VO3。沉钒温度需控制在50 ℃左右，温度不能过高的原因为__________________________________________________。
(4) CH4是一种清洁、高效、具有优良环保性能的燃料，有良好的应用前景。CuO/Cu2O也可作为甲烷燃烧的载氧体。往盛有CuO/Cu2O载氧体的刚性密闭容器中充入空气(O2的物质的量分数约为21%)，发生反应。平衡时O2的物质的量分数随反应温度t变化的曲线如图乙所示。O2的物质的量分数随温度升高而增大的原因是_____________________________________________________________。
反应温度必须控制在1 030 ℃以下，原因是____________________________
_____________________________________________________________________。
eq \(\s\up7(),\s\d5(乙))
2 (2023苏北四市期末)锶的化合物应用广泛，SrSO4可用于陶瓷工业，SrF2可作防蛀牙膏的添加剂。
(1) 以天青石精矿(主要含SrSO4)为原料制备高纯SrSO4的部分工艺流程如下：
①“转化”中用NH4HCO3和过量氨水的混合溶液浸取天青石精矿，可制得SrCO3沉淀。写出该过程的离子方程式：____________________________________
______________________________________________________________________。
②“转化”中维持反应温度70 ℃且控制氨水过量，氨水过量的主要原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
③该工艺流程中，可循环利用物质是_______________________(填化学式) 。
(2) 工业上还可用碳还原法制备高纯硫酸锶。将天青石精矿和煤粉按照一定质量比在回转窑中煅烧，生成SrS，再处理得高纯SrSO4。
①煅烧温度对SrSO4转化率的影响如图甲所示，最佳煅烧温度为______________。
②天青石精矿和煤粉质量比对SrSO4转化率的影响如图乙所示。天青石精矿和煤粉质量比增大至5.5∶1后，SrSO4转化率下降的可能原因是_______________
______________________________________________________________________。
3 (2023南通如皋期初)某电镀废水中含有氰化物、铬(Ⅵ)等污染物，需要经过处理后才能排放。
(1) 废水中铬(Ⅵ)主要以Cr2O eq \\al(2-,7)和CrO eq \\al(2-,4)形式存在，处理的方法是将铬(Ⅵ)还原为Cr3+，再转化为Cr(OH)3沉淀。常温下，Cr2O eq \\al(2-,7)与CrO eq \\al(2-,4)在溶液中存在如下平衡：Cr2O eq \\al(2-,7)＋H2O⥫⥬2CrO eq \\al(2-,4)＋2H＋，该反应的平衡常数K＝1×10-14。
①若废水中Cr (Ⅵ)的总的物质的量浓度c[Cr(Ⅵ)]总＝2c(Cr2O eq \\al(2-,7))＋c(CrO eq \\al(2-,4))＝0.201 ml·L-1，要将废水中c(Cr2O eq \\al(2-,7))∶c(CrO eq \\al(2-,4))调节为100∶1，则需调节溶液的pH＝________(忽略调节pH时溶液体积的变化)。
②一种还原酸性废水中Cr (Ⅵ)的方法是向其中加入NaHSO3，写出Cr2O eq \\al(2-,7)所发生反应的离子方程式：_________________________________________________。
③一种还原酸性废水中Cr (Ⅵ)的方法是加入铁屑。实验发现，在不改变铁屑总量的情况下，加入一定的烟道灰(一种细小的炭粒)，铬(Ⅵ)还原速率增大。加入烟道灰后铬(Ⅵ)还原速率增大的原因是________________________________。
(2) Fentn法去除氰化物的过程为H2O2在少量Fe2+催化作用下生成具有强氧化性的·OH(羟基自由基)，·OH将氰化物氧化为无毒物质。Fe2+催化H2O2生成·OH的过程及·OH氧化氰化物的过程中会发生如下反应：
Fe2+＋H2O2===Fe3+＋·OH＋OH－
Fe3+＋H2O2===Fe2+＋·O2H＋H＋
Fe3+＋·O2H===Fe2+＋O2↑＋H＋
CN－＋5·OH＋H＋===CO2↑＋ eq \f(1,2)N2↑＋3H2O
实验发现，反应相同时间，氰化物的去除率与溶液pH的关系如图所示。当pH＝2～4时，氰化物的去除率随pH的增大而减小的原因是___________________
______________________________________________________________________。
4 (2023南通如皋适应性考试一)研究去除水体中的NO eq \\al(－,3)污染是环境保护的重要课题。
(1) 一种活性炭载纳米铁粉吸附剂去除废水中NO eq \\al(－,3)的可能反应机理如图甲所示。图中“*”表示微粒处于吸附状态。
①相同条件下，将活性炭载纳米铁粉和纳米铁粉分别加入含NO eq \\al(－,3)废水中，反应相同时间，采用活性炭载纳米铁粉去除NO eq \\al(－,3)的效率更高，原因是_____________
_______________________________________________________。
②实验测得反应相同时间，初始pH对NO eq \\al(－,3)的去除率影响如图乙所示。pH＜4.0时，pH越小，NO eq \\al(－,3)去除率越低的原因是______________________________
______________________________________________________________________。
③图甲所示反应机理可描述为________________________________________
______________________________________________________________________。
(2) 以石墨为阳极、铁为阴极电解含NO eq \\al(－,3)废水可用于去除NO eq \\al(－,3)。电解时各种含氮微粒的浓度、溶液的pH与时间的关系如图丙所示。
①0～1 min时，阴极发生的主要电极反应方程式为______________________
__________________________________________________。
②若向废水中加入一定量的NaCl，则电解后废水中的 NO eq \\al(－,3)几乎完全转化为N2，原因是____________________________________________________________
______________________________________________________________________。
5 (2023南京、盐城二模)苯乙烯是合成橡胶和塑料的重要原料，可由乙苯为原料制得。
利用“乙苯脱氢反应”可制备苯乙烯。
C6H5C2H5(g)⥫⥬C6H5CH===CH2(g)＋H2(g)
ΔH＝a kJ·ml-1
保持气体总压不变，原料气按以下A、B、C三种投料方式进行：
A. 乙苯
B. n(乙苯)∶n(N2)＝1∶10
C. n(乙苯)∶n(CO2)＝1∶10
三种投料分别达到平衡时，乙苯转化为苯乙烯的转化率 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f( n(C6H5CH===CH2),n总(C6H5C2H5))×100%))与温度的关系如图所示。
(1) a________(填“>”“ (2) 加入一定量N2使“乙苯脱氢反应”的Qc＜Kc(或Qp＜Kp)，反应平衡时正向进行程度更大 (3) CO2与C6H5C2H5反应生成C6H5CH===CH2；CO2与H2反应[H2(g)＋CO2(g)===CO(g)＋H2O(g)]使H2浓度减小，“乙苯脱氢反应”平衡时正向进行程度更大 (4) 水蒸气与积碳发生反应H2O(g)＋C(s)===CO(g)＋H2(g)，可消除催化剂表面的积碳
6. (1) Fe(OH)3、Al(OH)3 因Fe3+和Mn2+能催化H2O2分解，原料利用率不高 (2) Mn2(OH)2SO4被O2氧化时生成H2SO4，溶液pH减小 (3) CO2、O2
解析：向软锰矿(主要成分为MnO2，还含有少量铁、铝及硅的氧化物)加入硫酸亚铁和硫酸浸取，过滤得到含Mn2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等的滤液，其中二氧化硅与硫酸不反应，滤渣Ⅰ为SiO2；加入双氧水将Fe2+氧化为Fe3+，再加MnO调节pH促进Fe3+、Al3+水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3，过滤后滤渣Ⅱ为Fe(OH)3、Al(OH)3，向滤液中加入氨水沉锰的反应可能为Mn2+＋2NH3·H2O===Mn(OH)2↓＋2NH eq \\al(＋,4)，过滤后经氧化、锂化得到LiMn2O4。(1) 加入双氧水将Fe2+氧化为Fe3+，再加MnO调pH促进Fe3+、Al3+水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3，过滤后滤渣Ⅱ为Fe(OH)3、Al(OH)3；因Fe3+和Mn2+能催化H2O2分解，原料利用率不高，所以“精制”中加入H2O2的量比理论值大得多。(2) 根据题意，“沉锰”时得到的Mn(OH)2和Mn2(OH)2SO4均能被氧化，其中Mn2(OH)2SO4与O2反应的化学方程式为Mn2(OH)2SO4＋O2 eq \(=====,\s\up7(控温))2MnO2＋H2SO4，溶液中c(H＋)增大，pH减小。(3) “锂化”是将MnO2和Li2CO3按4∶1的物质的量比配料，球磨3～5 h，然后升温至600～750 ℃，保温24 h，其反应为8MnO2＋2Li2CO3 eq \(=====,\s\up9(600～750℃),\s\d6(24 h))4LiMn2O4＋2CO2↑＋O2↑，所以混合气体为CO2、O2。