高中化学学习材料 （灿若寒星**整理制作）
原理综合
1.海淀26. (14分)
从古至今，铁及其化合物在人类生产生活中的作用发生了巨大变化。
（1）古代中国四大发明之一的司南是由天然磁石制成的，其主要成分是 (填字母
序号)。
a. Fe b. FeO c. Fe3O4 d. Fe2O3
（2）现代利用铁的氧化物循环裂解水制氢气的过程如下图所示。整个过程与温度密切相关，当
温度低于570℃时，Fe3O4(s)和CO(g)反应得到的产物是Fe(s)和CO2(g)，阻碍循环反应的进行。
① 已知：Fe3O4(s) + CO(g) 3FeO(s) + H2O(g) C(s) + CO2(g)
3FeO(s) + CO2(g) ΔH1 == +19.3 kJ·mol-1 Fe3O4(s) + H2(g) ΔH2 == -57.2 kJ·mol-1 2 CO(g) ΔH3 == +172.4 kJ·mol-1
铁氧化物循环裂解水制氢气总反应的热化学方程式是 。
② 下图表示其他条件一定时，Fe3O4(s)和CO(g)反应达平衡时CO(g)的体积百分含量随温度的变化关系。
i. 反应Fe3O4(s) + 4CO(g) 由是 。
ii. 随温度升高，反应Fe3O4(s) + CO(g)
3FeO(s) + CO2(g)平衡常数的变化趋势
3Fe(s) + 4CO2(g) ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)，理
是 ；1040℃时，该反应的化学平衡常数的数值是 。
（3）① 古老而神奇的蓝色染料普鲁士蓝的合成方法如下：
复分解反应ii的离子方程式是 。
② 如今基于普鲁士蓝合成原理可检测食品中CN-，方案如下：
若试纸变蓝则证明食品中含有CN-，请解释检测时试纸中FeSO4的作用 。 2.西城26．（14分）
氮氧化物（NOx）种类很多，造成大气污染的主要是NO和NO2，研究它们的综合利用有重要意义。
（1）NO可通过氧化-还原法转化为N2，转化关系如下：
NO
O2 反应I
NO2
CO(NH2)2 反应II
N2
反应Ⅰ的化学方程式是_______；反应Ⅱ的还原剂是_______。
（2）NO还可与C在一定条件下反应得到无污染的气体。NO与C在一定条件下反应的化学
方程式是_______。
（3）NO也可直接用活性铁粉转化为N2。 已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1 4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H2
则6NO(g)+4Fe(s)=2Fe2O3(s)+3N2(g) △H ＝_______（用“△H1”、“△H2”表示）。 （4）NO2可电解制备绿色硝化试剂N2O5。下图是其原理示意图。
① 阳极电解液中的N2O4由NO2降温转化得到，降温的原因是_______。 ② 阳极区生成N2O5的电极反应式是_______。
③ 阴极区得到一种可循环利用的物质，其化学式是_______。
3，东城25.（14分）氮及氮的化合物有着重要的用途。
（1）氮元素在周期表中的位置是 ； NH3的电子式是 。 （2）将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫氮的固定，请举例说明一种自然界中氮的
固定的途径 （用化学方程式表示）。 （3）工业合成氨是人工固氮的重要方法。2007年化学家格哈德•埃特尔证实了氢气与氮气在固
体催化剂表面合成氨的反应过程，示意如下图:
下列说法正确的是 （选填字母）。 a. 图①表示N2、H2分子中均是单键 b. 图②→图③需要吸收能量
c. 该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成 （4）已知：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H= -92.4 kJ/mol，
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H = -483.6kJ/mol， 则氨气作燃料完全燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式是 。 （5）用氨气作原料可制备重要燃料——肼（N2H4)。
①通常在催化剂存在下，用次氯酸钠与氨反应可制备肼。该反应的化学方程式是 。 ②如图为肼燃料电池示意图，其负极的电极反应式是 。
4.朝阳26. （12分）
LiFePO4用于锂离子二次电池的电极材料，可由LiI和FePO4制备。 （1）FePO4难溶于水，制备方法如下：
Ⅰ.用稍过量的稀H2SO4溶解废铁屑，加热，搅拌，过滤； Ⅱ.向滤液中加入一定量的H2O2；
Ⅲ.向含Fe3+的溶液加入Na2HPO4溶液，过滤后经进一步处理得FePO4。 ①Ⅰ中反应进行完全的现象是 。
② 用离子方程式说明H2O2的作用是 。 ③ 已知：H2PO 4-
+ 2-HPO2-4 + H；HPO4
+
PO3-4+ H 。
产生FePO4的离子方程式是 。 ④ Na2HPO4溶液显碱性的原因是 。
（2）制备LiFePO4：将FePO4与LiI混合，在惰性气氛中加热，制得LiFePO4 。 化合物LiI中碘离子的作用是 。
（3）锂离子二次电池的负极材料为金属锂和石墨的复合材料（石墨作为金属锂的载体），电 池反应为： FePO4(s) +Li(s)
LiFePO4(s) ，装置如下：
①该电池不能用电解质水溶液，原因是 。 ②充电时，b极的电极反应式是 。
5.丰台26. （10分）用菱锰矿（主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2）制备MnSO4·H2O的工艺流
程如下：
Ⅰ. 向菱锰矿中加入过量稀H2SO4，过滤； Ⅱ. 向滤液中加入过量MnO2，过滤； Ⅲ. 调节滤液pH=a，过滤；
Ⅳ. 浓缩、结晶、分离、干燥得到产品； Ⅴ. 检验产品纯度。
（1）步骤Ⅰ中，滤渣的主要成分是 。
2+
（2）将MnO2氧化Fe的离子方程式补充完整：
MnO2 + Fe + ＝ Mn + Fe + （3）与选用Cl2作为氧化剂相比，MnO2的优势主要在于：原料来源广、成本低、可避免环
境污染、 。 （4）已知：
生成氢氧化物沉淀的pH 开始沉淀时 完全沉淀时 Al(OH)3 3.4 4.7 Fe(OH)2 6.3 8.3 Fe(OH)3 1.5 2.8 Mn(OH)2 7.6 10.2 2+
2+
3+
注：金属离子的起始浓度为0.1mol/L 步骤Ⅲ中a的取值范围是 。
（5）步骤Ⅴ，通过测定产品中锰元素的质量分数来判断产品纯度。
－2+
已知一定条件下，MnO4与Mn反应生成MnO2 。取x g产品配成溶液，用0.1mol/L KMnO4溶液滴定，消耗KMnO4溶液y mL，产品中锰元素的质量分数为 。
6.（12分）
高氯酸是一种酸性极强的无机含氧酸，可用于制备高氯酸盐、人造金刚石提纯等方面。 查阅资料得到以下有关高氯酸的信息：
名称 高氯酸
工业上生产高氯酸的同时还生产了亚氯酸钠， 工业流程如下：
分子式 HClO4 外观 无色液体 沸点 130 ℃
⑴ 操作①的名称是_________。
⑵ 反应器Ⅰ中投料时需加入过量浓硫酸，请简述目的____________。 ⑶ 反应器Ⅱ中发生反应的离子方程式为___________。
⑷ 某学习小组模拟工业流程图中的蒸馏过程，有液体流出时立即收集产品以获得HClO4纯
品。请评价这一操作是否合理并说明理由_____________。 ⑸ 若想得到201 kg的 HClO4纯品，至少需要NaClO3_________kg。
⑹ 工业上也可用铂作阳极、铜作阴极电解盐酸制得高氯酸，在阳极区可得到20%的高氯酸。写出阳极的电极反应式（其中盐酸与高氯酸以化学式出现）__________。