微专题六 化学反应原理综合题型研究
【知识网络】
(本专题对应学生用书第50页~第59页)
【高考回眸】
高 考 回 眸
1. (2016·江苏高考第20题)铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。
(1)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O7的酸性废水通过铁炭
2-O7混合物，在微电池正极上Cr2转化为Cr3+，其电极反应式
2-
为 。
(2)在相同条件下，测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2+和Pb2+的去除率，结果如下图所示。
①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时，也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+，其原因是 。 ②当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时，随着铁的质量分数的增加，Cu2+和Pb2+
的
去
除
率
不
升
反
降
，
其
主
要
原
因
是 。 (3)纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。
-H①一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中B4(B元素的化合价
为+3)与Fe
2+
-)反应生成纳米铁粉、H2和B(OH4，其离子方程式
为 。
-O②纳米铁粉与水中N3反应的离子方程式如下：
-O34Fe+ N+10H+
?H4Fe+N4+3H2O
2+
-O3研究发现，若pH偏低将会导致N的去除率下降，其原因
是 。
-O③相同条件下，纳米铁粉去除不同水样中N3的速率有较大差异(见下图)，产生该
差异的可能原因是 。
-O3Ⅰ.含50 mg·L N的水样
-1
-O3Ⅱ.含50 mg·L N+50 mg·L-1 Cu2+的水样
-1
2-O【答案】(1)Cr27+6e-+14H+
2Cr3++7H2O
(2)①活性炭对Cu2+和Pb2+有吸附作用 ②铁的质量分数增加，铁炭混合物中微电池数目减小
-H(3)①2Fe+B4+4OH-
2+
-)2Fe+B(OH4+2H2↑ ②纳米铁粉与H+反应生成H2 ③Cu
--OO33或Cu催化纳米铁粉去除N的反应(或形成Fe-Cu原电池，增大纳米铁粉去除N
2+
的反应速率)
【解析】(1)在正极上Cr2O7得电子生成Cr3+的同时与H+反应生成H2O，电极反应式
2-O7为Cr2+6e-+14H+
2-2Cr3++7H2O。(2)①铁的质量分数为0时，只有活性炭，由于
活性炭具有吸附性，能将溶液中的Cu2+、Pb2+吸附而除去。②铁的质量分数增加，铁炭混合物中微电池数目减小，从而使得去除率降低。(3)①在FeSO4溶液中加入NaBH4溶液后，Fe2+被还原为Fe，NaBH4中的-1价H被氧化为H2，反应的离子方程
-H式为2Fe+B4+4OH-
2+
-)2Fe+B(OH4+2H2↑。②当pH偏低时，溶液酸性增强，还
原铁粉与H+反应而损耗。③由图示可看出，曲线Ⅱ比曲线Ⅰ的条件就是多了Cu2+，
-O且曲线Ⅱ表示的N3的去除速率快得多，故在该反应中Cu2+作催化剂；加入Cu2+后，
还原铁粉能与Cu2+反应生成Cu，从而形成Fe-Cu原电池而加快反应的速率。
2. (2015·江苏高考第20题节选)烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量；O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式如下： NO(g)+O3(g)
1NO(g)+2O2(g)
NO2(g)+O2(g)
ΔH=-200.9 kJ·mol-1
NO2(g) SO3(g)+O2(g)
3NO2(g)的ΔH= kJ·mol-1。
ΔH=-58.2 kJ·mol-1 SO2(g)+O3(g)ΔH=-241.6 kJ·mol-1 (1)反应3NO(g)+O3(g)
(2)室温下，固定进入反应器的NO、SO2的物质的量，改变加入O3的物质的量，反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前n(O3)∶n(NO)的变化如下图所示。
①当n(O3)∶n(NO)>1时，反应后NO2的物质的量减少，其原因是 。
②增加n(O3)，O3氧化SO2的反应几乎不受影响，其可能原因是 。
2-O3(3)CaSO3悬浮液中加入Na2SO4溶液，达到平衡后溶液中c(S)= [用c(S
O2-4)、K(CaSO)和K(CaSO)表示]；CaSO悬浮液中加入NaSO溶液能提高NOsp3sp43242的
吸
收
速
率
，
其
主
要
原
因
是 。
【答案】(1)-317.3
(2)①O3将NO2氧化为更高价态氮氧化物 ②其反应速率较慢
Ksp(CaSO3)Ksp(CaSO4)2-2-2-OOO433·c(S) CaSO3转化为CaSO4使溶液中S的浓度增大，加快S
(3)
与NO2的反应速率 【解析】(1)NO(g)+O3(g)ΔH=-200.9 kJ·mol-1 ①
1NO(g)+2O2(g)
NO2(g)+O2(g)
NO2(g)
3NO2(g)，ΔH=2×(-58.2)kJ·mol-1+(-
ΔH=-58.2 kJ·mol-1 ②
将2×②+①即可得到目标反应：3NO(g)+O3(g)200.9)kJ·mol-1=-317.3 kJ·mol-1。
(2)①当n(O3)∶n(NO)>1时，臭氧过量，臭氧具有强氧化性，能将反应后的NO2氧化为更高价氮氧化物，导致二氧化氮减少。②增加n(O3)，O3氧化SO2的反应几乎不受影响，说明浓度对反应速率影响较小，可能是其反应速率较慢。(3)CaSO3悬浮液中
2-O加入Na2SO4溶液，发生反应：CaSO3+S4
2-O3CaSO4+S，溶液中c(Ca2+)=
Ksp(CaSO3)2-c(SO3)Ksp(CaSO4)=
Ksp(CaSO3)2-2-2-Ksp(CaSO4)OOO34，所以 c(S)=·c(S)；根据CaSO3+S4
c(SO2-4)2-2-2-OOO333CaSO4+S知，加入硫酸钠导致c(S)增大，所以加快S与NO2的反应速
率。
3. (2014·江苏高考)
(1)(第20题节选)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。
①将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：
S2--2e-S (n-1)S+S2-
S2-n