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北京高三化学一模工业流程及实验专题
2017-2018北京高三化学一模---工业流程及实验专题
海淀区高三年级2017-2018学年度第二学期适应性练习
27.(12分)金属镍具有较高的经济价值,工业上采用一定方法处理含镍废水使其达标排放并回收镍。
某电镀废水中的镍主要以NiR2络合物形式存在,在水溶液中存在以下平衡:
NiR2(aq)
Ni2+(aq)+2R-(aq)(R-为有机物配体,K=1.6×10-14)
(1)传统的“硫化物沉淀法”是向废水中加入Na2S,使其中的NiR2生成NiS沉淀进而回收镍。
①该反应的离子方程式为_________。
②NiS沉淀生成的同时会有少量Ni(OH)2沉淀生成,用离子方程式解释Ni(OH)2生成的原因是_________、_________。
(2)“硫化物沉淀法”镍的回收率不高,处理后废水中的镍含量难以达标。
“铁脱络-化学沉淀法”可达到预期效果,该法将镍转化为Ni(OH)2固体进而回收镍。
工艺流程如下:
“脱络”(指镍元素由络合物NiR2转化成游离的Ni2+)过程中,R—与中间产物·OH(羟基自由基)反应生成难以与Ni2+络合的·R(有机物自由基),但·OH也能与H2O2发生反应。
反应的方程式如下:
Fe2++H2O2
Fe3++OH—+·OH…………i
R—+·OH
OH—+·R…………ii
H2O2+2·OH
O2↑+2H2O…………iii
实验测得“脱络”过程中H2O2的加入量对溶液中镍去除率的影响如右图所示:
1从平衡移动的角度解释加入Fe2+和H2O2能够实现“脱络”的原因是_________。
2分析图中曲线,可推断过氧化氢的最佳加入量为_________g·L-1;低于或高于这个值,废水处理效果都下降,原因是_________。
28.(16分)
研究小组进行右图所示实验,试剂A为0.2mol·L-1CuSO4溶液,发现铝条表面无明显变化,于是改变实验条件,探究铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液反应的影响因素。
用不同的试剂A进行实验1~实验4,并记录实验现象:
实验序号
试剂A
实验现象
1
0.2mol·L-1CuCl2溶液
铝条表面有气泡产生,并有红色固体析出
2
0.2mol·L-1CuSO4溶液,再加入一定质量的NaCl固体
开始铝条表面无明显变化,加NaCl后,铝条表面有气泡产生,并有红色固体析出
3
2mol·L-1CuSO4溶液
铝条表面有少量气泡产生,并有少量红色固体
4
2mol·L-1CuCl2溶液
反应非常剧烈,有大量气泡产生,溶液变成棕褐色,有红色固体和白色固体生成
(1)实验1中,铝条表面析出红色固体的反应的离子方程式为_________。
(2)实验2的目的是证明铜盐中的阴离子Cl-是导致实验1中反应迅速发生的原因,实验2中加入NaCl固体的质量为_________g。
(3)实验3的目的是_________。
(4)经检验知,实验4中白色固体为CuCl。
甲同学认为产生白色固体的原因可能是发生了Cu+CuCl2
2CuCl的反应,他设计了右图所示实验证明该反应能够发生。
①A极的电极材料是_________。
②能证明该反应发生的实验现象是_________。
(5)为探究实验4中溶液呈现棕褐色的原因,分别取白色CuCl固体进行以下实验:
实验序号
实验操作
实验现象
i
加入浓NaCl溶液
沉淀溶解,形成无色溶液
ii
加入饱和AlCl3溶液
沉淀溶解,形成褐色溶液
iii
向i所得溶液中加入2mol·L-1CuCl2溶液
溶液由无色变为褐色
查阅资料知:
CuCl难溶于水,能溶解在Cl-浓度较大的溶液中,生成[CuCl2]-络离子,用水稀释含[CuCl2]-的溶液时会重新析出CuCl沉淀。
①由上述实验及资料可推断,实验4中溶液呈棕褐色的原因可能是[CuCl2]-与_________作用的结果。
②为确证实验4所得的棕褐色溶液中含有[CuCl2]-,应补充的实验是_________。
(6)上述实验说明,铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液的反应现象与_________有关。
27.(共12分,每空2分)
(1)①NiR2+S2-
NiS↓+2R-
②S2-+H2O
HS-+OH-NiR2+2OH-
Ni(OH)2↓+2R-
(2)①NiR2在溶液中存在以下平衡:
NiR2(aq)
Ni2+(aq)+2R-(aq)。
Fe2+和H2O2通过反应i和反应ii将R—转化成难以与Ni2+络合的·R,使c(R-)减小,平衡正向移动,实现“脱络”
②0.45低于此数值,反应i生成的·OH过少,不足以使R—充分转化成·R;高于此数值,H2O2多,但反应i生成的·OH能与H2O2发生反应iii,使H2O2转化成O2和H2O,同样不能使R—充分转化成·R。
28.(共16分;每空2分)
(1)3Cu2++2Al
2Al3++3Cu
(2)0.117
(3)证明增大CuSO4溶液的浓度能够使Al和CuSO4的反应发生
(4)①金属铜
②电流计指针偏转,两极均有白色沉淀生成
(5)①Al3+、Cu2+(多写H+不扣分,写“金属阳离子”给1分)
②取适量实验4的棕褐色溶液,加水稀释,观察是否出现白色沉淀
(6)铜盐中阴离子的种类、铜盐溶液的浓度等
26.(13 分)太阳能、风能发电逐渐得到广泛应用,在发电系统中安装储能装置有助于持续稳定供电,其构造的简化图如下:
(1) 下列说法中,正确的是______( 填字母序号)。
a.太阳能、风能都是清洁能源
b.太阳能电池组实现了太阳能到电能的转化
c.控制系统能够控制储能系统是充电还是放电
d.阳光或风力充足时,储能系统实现由化学能到电能的转化
(2 )全钒液流电池是具有发展前景的、用作储能系统的蓄电池。
已知放电时V2+发生氧化反应,则放电时电极A 的电极反应式为___________;充电时电极B 做______极。
(3) 含钒废水会造成水体污染,对含钒废水(除VO2+外,还含有Al3+,Fe3+等)进行综合处理可实现钒资源的回收利用,流程如下:
已知溶液pH 范围不同时,钒的存在形式如下表所示:
钒的化合价
pH<2
pH>11
+4价
VO2+,VO(OH)+
VO(OH)3-
+5价
VO2+
VO43-
①加入NaOH 调节溶液pH至13时,沉淀1达最大量,并由灰白色转变为红褐色,用化学用语表示加入NaOH 后生成沉淀1的反应过程为_______、_______;所得滤液1中,铝元素的存在形式为__________。
②向碱性的滤液1( V的化合价为+4 )中加入H2O2的作用是________(用离子方程式表示)。
27.(16 分)实验小组探究KI 与Cu(NO3)2 的反应,进行实验一:
实验一
注:
本实验忽略Cu2+在此条件下的水解。
(1)取棕黄色清液,加入少量______溶液(试剂a),清液变为______色,说明生成了I2。
(2)探究生成I2的原因。
①甲同学进行如下实验:
向2mL Imol/LKI 溶液中加入1mL______溶液( 硝酸酸化,pH=1.5 ),再加入少量试剂a,观察到与
(1)相同的现象。
甲同学由此得出结论:
实验一中生成I2 的原因是酸性条件下,NO3- 氧化了I-。
②乙同学认为仅由甲同学的实验还不能得出相应结论。
他的理由是该实验没有排除____氧化I-的可能性。
③若要确证实验一中是NO3-氧化了I-,应在实验一的基础上进行检验______的实验。
(3)探究棕黑色沉淀的组成。
①查阅资料得知:
CuI 为难溶于水的白色固体。
于是对棕黑色沉淀的组成提出两种假设:
a.CuI吸附I2; b.______吸附I2。
为证明上述假设是否成立,取棕黑色沉淀进行实验二:
实验二
已知:
CuI难溶于CCl4;I2+2S2O32-=2I-+S4O62-(无色);Cu++2S2O32-=Cu(S2O3)23-(无色)。
由实验二得出结论:
棕黑色沉淀是CuI吸附I2 形成的。
②现象ⅲ为______________。
③用化学平衡移动原理解释产生现象ii 的原因:
________________。
④由实验二可推知,Cu(NO3)2 与KI 反应过程中,一定发生的反应的离子方程式为______。
26.(共13分,除特殊标注外,每空2分)
(1)abc(答对1~2个给1分)
(2)VO2++e-+2H+
VO2++H2O阴
(3)①Fe2++2OH-
Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H2O+O2
4Fe(OH)3
AlO2-(此空1分)
②2VO(OH)3-+H2O2+4OH-
2VO43-+6H2O
27.(共16分,除特殊标注外,每空2分)
(1)淀粉蓝(两空各1分)
(2)①2mol·L−1NaNO3(或KNO3)
②溶液中的Cu2+,空气中的O2
③NO3-的还原产物(NO、NO2等)
(3)①Cu②棕黑色固体颜色变浅,溶液变为紫红色
③CuI在溶液中存在沉淀溶解平衡:
CuI(s)
Cu+(aq)+I-(aq),加入足量Na2S2O3溶液后,S2O32-与Cu+反应生成Cu(S2O3)23-使c(Cu+)减小,平衡右移从而使白色沉淀溶解
④2Cu2++4I-
2CuI↓+I2
西城区高三年级2017-2018一模理综化学
25.(12分)为消除燃煤烟气中含有的SO2、NOx,研究者提出了若干烟气“脱硫”、“脱硝”的方法。
(1)向燃煤中加入适量石灰石,高温时将SO2转化为CaSO4的化学方程式是______。
(2)选择性催化还原法(SCR)“脱硝”。
在催化剂的作用下,选取还原剂将烟气中的NO进行无害化处理。
NH3还原NO的化学方程式是______。
(3)以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。
控制溶液的pH=5.5,将烟气中的SO2、NO转化为SO42−、NO3−,均为放热反应。
①在图1中画出“放热反应”的反应过程中的能量变化示意图。
图1
②NaClO溶液吸收烟气中SO2的离子方程式是______。
③一定时间内,温度对硫、硝脱除率的影响曲线如图2,SO2的脱除率高于NO,可能的原因是______(写出1种即可)。
图2
④烟气中SO2和NO的体积比为4∶1,50℃时的脱除率见图2,则此吸收液中烟气转化生成的NO3−和Cl−的物质的量之比为______。
27.(17分)某小组研究溶液中Fe2+与NO2−、NO3−的反应。
实验Ⅰ
试剂
现象
滴管
试管
2mL
1mol·L−1FeSO4
溶液
(pH=4)
1mol·L−1NaNO2溶液
(pH=8)
a.滴入1滴FeSO4溶液,溶液变黄色,继续滴加,溶液变为棕色。
2小时后,无明显变化
1mol·L−1NaNO3溶液
(加NaOH溶液至
pH=8)
b.持续滴加FeSO4溶液,无明显变化。
资料:
[Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。
(1)研究现象a中的黄色溶液。
①用______溶液检出溶液中含有Fe3+。
②甲认为是O2氧化了溶液中的Fe2+。
乙认为O2不是主要原因,理由是______。
③进行实验Ⅱ,装置如下图。
左侧烧杯中的溶液只变为黄色,不变为棕色,右侧电极上产生无色气泡,经检验该气体为NO。
产生NO的电极反应式是______。
实验Ⅱ的目的是______。
(2)研究现象a中的棕色溶液。
①综合实验Ⅰ和实验Ⅱ,提出假设:
现象a中溶液变为棕色可能是NO与溶液中的Fe2+或Fe3+发生了反应。
进行实验Ⅲ,证实溶液呈棕色只是因为Fe2+与NO发生了反应。
实验Ⅲ的操作和现象是______。
②加热实验Ⅰ中的棕色溶液,有气体逸出,该气体在接近试管口处变为红棕色,溶液中有红褐色沉淀生成。
解释产生红褐色沉淀的原因是______。
(3)研究酸性条件下,溶液中Fe2+与NO2−、NO3−的反应。
序号
操作
现象
ⅰ
取1mol·L−1的NaNO2溶液,加醋酸至pH=3,加入1mol·L−1FeSO4溶液
溶液立即变为棕色
ⅱ
取1mol·L−1的NaNO3溶液,加醋酸至pH=3,加入1mol·L−1FeSO4溶液
无明显变化
ⅲ
分别取0.5mL1mol·L−1的NaNO3溶液与1mol·L−1的FeSO4溶液,混合,小心加入0.5mL浓硫酸
液体分为两层,稍后,在两层液体界面上出现棕色环
①ⅰ中溶液变为棕色的离子方程式是______、______。
②ⅲ中出现棕色的原因是______。
实验结论:
本实验条件下,溶液中NO2−、NO3−的氧化性与溶液的酸碱性等有关。
高温
25.(12分,每空2分)
催化剂
(1)2CaCO3+2SO2+O2=====2CaSO4+2CO2
(2)4NH3+6NO=====5N2+6H2O
(3)①
②SO2+ClO−+H2O==SO42−+Cl−+2H+
③SO2在水中的溶解度大于NO;SO2在溶液中的还原性强于NO;SO2与NaClO溶液的反应速率大于NO
④2∶13
27.(17分,(3)①第二个离子方程式1分,其它每空2分)
(1)①KSCN
②两个实验过程均有O2,但NaNO3溶液中无明显变化
③NO2−+e−+H2O==NO↑+2OH−
证实Fe2+被NO2−氧化生成Fe3+
(2)①将NO通入FeSO4溶液中,溶液由浅绿色变黄色最后变棕色,将NO通入Fe2(SO4)3溶液中,无明显变化
②棕色溶液中的[Fe(NO)]2+受热生成Fe2+,加热有利于Fe2+被氧化为Fe3+,促进Fe3+水解,产生Fe(OH)3沉淀
(3)①Fe2++NO2−+2CH3COOH==Fe3++NO↑+H2O+2CH3COO−
Fe2++NO==[Fe(NO)]2+
②两层液体界面上H+、NO3−与Fe2+反应,生成棕色的[Fe(NO)]2+
北京市东城区2017-2018学年度第二学期高三综合练习
(一)
26.(13分)用钒钛磁铁矿为原料冶炼铁,产生一种固体废料,主要成分如下表。
通过下列工艺流程可以实现元素Ti、Al、Si的回收利用,并得到纳米二氧化钛和分子筛。
请回答下列问题:
(1)步骤①②③中进行分离操作的名称是,
(2)下列固体废料的成分中,不属于碱性氧化物的是(填字母序号)。
a.TiO2b.MgOc.SiO2d.CaO
(3)熔融温度和钛的提取率关系如下图,适宜温度为500℃,理由是。
(4)滤液①中溶质的成分是。
(5)步骤②中发生反应的离子方程式是。
(6)将步骤③中制取分子筛的化学方程式补充完整:
根据成分表中数据,计算10kg固体废料,理论上应再加入Na2Si03物质的量的计算式是n(Na2SiO3)=mol(摩尔质量/g/mol:
SiO260Al2O3102)。
27.(13分)氢气作为清洁能源有着广泛的应用前景,含硫天然气制备氢气的流程如下。
请回答下列问题:
I.转化脱硫:
将天然气压入吸收塔,30℃时,在T.F菌作用下,酸性环境中脱硫过程示
意图如右。
(1)过程i中H2S发生了(选填“氧化”或
“还原”)反应。
(2)过程11的离子方程式是。
(3)已知:
①Fe3+在pH=l.9时开始沉淀,pH=3.2时沉淀完全。
②30℃时,在T.F菌作用下,不同pH的FeS04溶液中Fe2+的氧化速率如下表。
请结合以上信息,判断工业脱硫应选择的最佳pH范围,并说明原因:
。
Ⅱ.蒸气转化:
在催化剂的作用下,水蒸气将CH4氧化。
结合下图回答问题。
(4)①该过程的热化学方程式是。
②比较压强P1和p2的大小关系:
P1p2(选填“>”“<”或“=”)。
Ⅲ.CO变换:
500℃时,CO进一步与水反应生成CO2和H2。
Ⅳ.H2提纯:
将CO2和H2分离得到H2的过程示意图如下。
(5)①吸收池中发生反应的离子方程式是。
②结合电极反应式,简述K2CO3溶液的再生原理:
。
28.(16分)化学变化是有条件的。
某小组同学探究I-与金属阳离子的氧化还原反应,实验过程如下。
已知同浓度的稀溶液中氧化性:
(1)根据实验I和Ⅱ,请回答下列问题。
①由“黄色立即加深”初步判断有I2生成,选择(填试剂)进一步证实生成了I2。
②写出Fe3+与I-反应的离子方程式,该条件下氧化性:
Fe2+I2
(选填“>”或“<”)。
③实验Ⅱ的目的是____。
(2)实验Ⅳ中Cu2+与I-反应的离子方程式是,甲同学得出氧化性:
Cu2+>I2。
(3)乙同学认为甲同学的结论不合理,分析原因:
实验Ⅲ应有
I2生成,但却生成了Agl沉淀,因此推测实验Ⅳ中I2的生
成,与Cul沉淀有关,故不能确定氧化性:
Cu2+>I2,并用
右图装置进行验证。
K闭合后,较长时间发现两侧溶
液均无明显变化。
乙同学为了进一步判断Cu2+和I2
的氧化性强弱,将左侧电极改为Cu电极,并向右侧溶液中加入少量(填试剂),发现指针偏转,且左侧溶液颜色加深,证明该条件下氧化性:
Cu2+I2(选填“>”或“<”)。
(4)该小组同学进一步分析认为,实验Ⅲ没有发生2Ag++2I-=2Ag+I2的反应,原因是生成AgI沉淀,反应物浓度迅速降低,不利于该反应进行;请分析实验Ⅳ发生氧化还原反应的原因是____。
(5)小组同学反思实验,反应体系中,各物质浓度对氧化还原反应是否发生都有一定的影响。
2018
北京市朝阳区高三年级第一次综合练习能力测试
27.(14分)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx(主要成分为NO、NO2的混合物),对烟气进行脱硫、脱硝有多种方法。
(1)碱液吸收法:
采用石灰乳脱除SO2。
脱除后的主要产物是____________。
(2)液相氧化法:
采用NaClO溶液进行脱除。
①NaClO水解的离子方程式是____________。
②NaClO溶液吸收NO的主要过程如下
i.NO(aq)+HClO(aq)
NO2(aq)+HCl(aq)△H1
li.3NO2(aq)+H2O
(1)
2HNO3(aq)+NO(aq)△H2
NO(aq)转化为HNO3(aq)的热化学方程式是_______________________。
③研究pH对NO脱除率的影响。
调节NaClO溶液的初始pH,NO的脱除率如下
初始pH
3.5
4.5
5.5
6.5
7.5
NO脱除率
91%
88%
83%
65%
51%
pH影响NO脱除率的原因是____________。
(3)研究发现,在液相氧化法中,一定量的SO2能提高NOx的脱除率。
当pH=5.5时,SO2对有效氯含量、NOx脱除率的影响如下图所示。
①据图1,通入SO2后有效氯含量降低。
SO2和HClO反应的离子方程式是____________。
②针对图2中NOx脱除率提高的原因,研究者提出了几种可能发生的反应:
A.SO2+2NO+H2O=N2O+H2SO4
B2SO2+2NO+2H2O=N2+2H2SO4
C.4SO2+2NO2+4H2O=N2+4H2SO4
用同位素示踪法确认发生的反应:
把15NO2和NO按一定比例混合,通入SO2的水溶液中,检测气体产物。
a.气体产物中主要含有15NO2、N2O,则发生的主要反应是____________(填序号)。
b.同时检测到气体产物中还有15NN,产生15NN的化学方程式是____________。
28.(15分)某小组以反应4H++4Iˉ+O2=2I2+2H2O为研究对象,探究影响氧化还原反应的因素。
(1)实验Ⅳ的作用是____________。
用CCl4萃取I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的溶液,萃取后下层CCl4的颜色均无明显变化。
(2)取萃取后上层溶液,用淀粉检验:
I、Ⅲ的溶液变蓝;Ⅱ、Ⅳ的溶液未变蓝。
溶液变蓝说明I、Ⅲ中生成了____________。
(3)查阅资料:
I2易溶于KI溶液。
下列实验证实了该结论并能解释I、Ⅲ的萃取现象。
现象x是____________。
(4)针对Ⅱ中溶液未检出L2的原因,提出三种假设:
假设1:
溶液中c(H+)较小。
小组同学认为此假设不成立,依据是____________。
假设2:
O2只氧化了SO2,化学方程式是____________。
假设3:
I2不能在此溶液中存在。
(5)设计下列实验,验证了假设3,并继续探究影响氧化还原反应的因素。
i.取Ⅱ中亮黄色溶液,滴入品红,红色褪去。
ⅱ.取Ⅱ中亮黄色溶液,加热,黄色褪去,经品红检验无SO2。
向褪色溶液中加入酸化的AgNO3溶液,产生大量AgI沉淀,长时间静置,沉淀无明显变化。
ⅲ.取Ⅱ中亮黄色溶液,控制一定电压和时间进行电解,结果如下。
电解时间/min
溶液
阳极
阴极
t1
黄色变浅、有少量SO42-
检出I2,振荡后消失
H2
t2(t2>t1)
溶液无色、有大量SO42-
检出I2,振荡后消失
H2
结合化学反应,解释上表中的现象:
____________。
(6)综合实验证据说明影响Iˉ被氧化的因素及对应关系____________。
北京市丰台区2018届高三(一模)
27.(14分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的杀菌消毒剂,同时也是对烟气进行脱硫、脱硝的吸收剂。
Ⅰ.以氯酸钠(NaClO3)为原料制备NaClO2粗品的工艺流程如下图所示:
已知:
i.纯ClO2易分解爆炸,空气中ClO2的体积分数在10%以下比较安全;
ii.NaClO2在碱性溶液中稳定存在,在酸性溶液中迅速分解;
iii.NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出NaClO2∙3H2O,等于或高于38℃时析出NaClO2晶体,高于60℃时分解成NaClO3和NaCl。
(1)试剂A应选择 。
(填字母)
a.SO2b.浓硝酸c.KMnO4
(2)反应②的离子方程式为 。
(3)已知压强越大,物质的沸点越高。
反应②结束后采用“减压蒸发”操作的原因是 。
(4)下列关于上述流程的说法中,合理的是 。
(填字母)
a.反应①进行过程中应持续鼓入空气
b.反应①后得到的母液中,溶质的主要成分是NaCl
c.反应②中NaOH溶液应过量
d.冷却结晶时温度选择38℃,过滤后进行温水洗涤,然后在低于60℃下进行干燥,得到粗产品NaClO2
Ⅱ.采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。
(5)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323K,NaClO2溶液浓度为5×10−3mol/L。
反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表:
离子
SO42−
SO32−
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- 北京 化学 工业 流程 实验 专题
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