工业上常以闪锌矿(主要成分ZnS,含Fe、Cu、Cd等元素的杂质)为原料,通过火法或湿法炼锌,两种方法都是先将闪锌矿焙烧得到以ZnO为主要成分的焙砂,再分别制得锌。具体流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/9/f49740a2-1553-4080-9470-a80a93a2a906.png?resizew=598)
已知:
(1)火法炼锌涉及的主要反应:
2C(s) + O2(g) = 2CO(g) H=﹣220 kJ· mol-1
2ZnS(s) + 3O2(g) = 2ZnO(s) + 2SO2(g) H=﹣930 kJ· mol-1
ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g) H= +198 kJ· mol-1
则ZnS(s) + 2O2(g) + C(s) = Zn(g) +CO2(g) + SO2(g) 的H=_______________ 。
(2)湿法炼锌工艺中加入双氧水的目的是____________ ,调节pH的范围是________ ,滤渣1的成分是___________ (写化学式),滤渣2的成分是___________ (写化学式)。
(3)含锌废液是造成环境污染的重要原因之一。
①已知氢氧化锌和氢氧化铝性质相似。向电解后废液中加入稍过量的KOH溶液(假设其他物质不与碱反应),发生反应的离子方程式是_______________ 。
②一种生产锌的新技术碱浸—电解法的原理是:将ZnO溶于KOH溶液得到四羟基合锌酸钾[K2Zn(OH)4]溶液,再电解该溶液即获得金属锌。用石墨电极电解时阴极的反应式是___________ 。
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已知:
Fe3+ | Zn2+ | Cu2+ | Fe2+ | Cd2+ | |
开始沉淀的pH | 1.1 | 5.9 | 4.7 | 7.6 | 6.9 |
沉淀完全的pH | 3.2 | 8.1 | 6.7 | 9.6 | 9.7 |
(1)火法炼锌涉及的主要反应:
2C(s) + O2(g) = 2CO(g) H=﹣220 kJ· mol-1
2ZnS(s) + 3O2(g) = 2ZnO(s) + 2SO2(g) H=﹣930 kJ· mol-1
ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g) H= +198 kJ· mol-1
则ZnS(s) + 2O2(g) + C(s) = Zn(g) +CO2(g) + SO2(g) 的H=
(2)湿法炼锌工艺中加入双氧水的目的是
(3)含锌废液是造成环境污染的重要原因之一。
①已知氢氧化锌和氢氧化铝性质相似。向电解后废液中加入稍过量的KOH溶液(假设其他物质不与碱反应),发生反应的离子方程式是
②一种生产锌的新技术碱浸—电解法的原理是:将ZnO溶于KOH溶液得到四羟基合锌酸钾[K2Zn(OH)4]溶液,再电解该溶液即获得金属锌。用石墨电极电解时阴极的反应式是
更新时间:2020-04-30 14:40:43
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【推荐1】使用石油热裂解的副产物CH4来制取CO和H2,其生产流程如下图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/15/2852027247714304/2852414545149952/STEM/431783cd-a385-45bd-9069-50e5f4c9fa7f.png?resizew=398)
(1)工业上常利用反应Ⅰ产生的CO和H2合成可再生能源甲醇。根据图甲写出生成1mol CH3OH(g)的热化学方程式___________ 。
(2)此流程的第Ⅰ步反应为:CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g),一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图乙,则P1___________ P2 (填“小于”、“大于”或“等于”)。100℃时,将1mol CH4和2mol H2O通入容积为10L的恒容密闭容器中,达到平衡时CH4的转化率为0.8,此时该反应的平衡常数K=___________ (保留小数点后两位数字)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/15/2852027247714304/2852414545149952/STEM/cc436cf1-76d0-4bcb-b2ed-e4d48db0b3e0.png?resizew=500)
(3)CO2和H2在一定温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ∆H<0。且该温度下,反应的平衡常数K=0.25。在容积为2L的恒容密闭容器中充入1mol CO2(g)、0.5mol H2(g),0.5mol CH3OH(g)和1mol H2O(g),比较该时刻,正、逆反应速率大小:v(正)___________ v(逆) (填“>”“=”或“<”)。该反应的平衡常数K与温度T的关系如图1所示,CO2的转化率如图2所示,下列说法错误的是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/15/2852027247714304/2852414545149952/STEM/ea5b4dbf-04f9-4861-ad00-2a2535af49dc.png?resizew=407)
a. 图1中,曲线Ⅱ表示该反应的平衡常数K与温度T的关系
b. 其他条件不变下,图2中x可表示温度或压强或投料比c(CO2)/c(H2)
c. 用二氧化碳合成甲醇体现了碳减排理念
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(1)工业上常利用反应Ⅰ产生的CO和H2合成可再生能源甲醇。根据图甲写出生成1mol CH3OH(g)的热化学方程式
(2)此流程的第Ⅰ步反应为:CH4(g)+H2O(g)
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(3)CO2和H2在一定温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g)
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a. 图1中,曲线Ⅱ表示该反应的平衡常数K与温度T的关系
b. 其他条件不变下,图2中x可表示温度或压强或投料比c(CO2)/c(H2)
c. 用二氧化碳合成甲醇体现了碳减排理念
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】大气污染物主要成分是SO2、NO2、CxHy及可吸入颗粒等,主要来自于燃煤、机动车尾气和工业废气。
(1)上述成分中能形成酸雨的是________ (填化学式)。
(2)煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径之一。利用煤的气化获得的水煤气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下可以合成绿色燃料甲醇。
已知:CO2(g) + 3H2(g) =CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 = −58.7 kJ·mol-1
CO2(g) + H2(g) =CO(g)+ H2O(g) ΔH2 = +41.0 kJ·mol-1
CO 与 H2 生成 CH3OH 气体反应的热化学方程式是___________ 。
(3)空气质子交换法治理SO2,其原理是将含有SO2的烟气与O2通过电化学反应制得硫酸,负极的电极反应式是___________ 。
(4)湿法吸收工业尾气中的NO2,常选用纯碱溶液,将NO2转化为两种氮元素的常见含氧酸盐。反应的离子方程式是___________ 。
(5)用高能电子束激活烟气(主要成分是SO2、NO2、H2O等),会产生O3等强氧化性微粒。烟气经下列过程可获得化肥。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/2/7/1625948515098624/1625948515442688/STEM/27fb521b289f416b94835b97f0cce806.png?resizew=317)
该化肥中含有的离子是______________ (填离子符号)。
(1)上述成分中能形成酸雨的是
(2)煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径之一。利用煤的气化获得的水煤气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下可以合成绿色燃料甲醇。
已知:CO2(g) + 3H2(g) =CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 = −58.7 kJ·mol-1
CO2(g) + H2(g) =CO(g)+ H2O(g) ΔH2 = +41.0 kJ·mol-1
CO 与 H2 生成 CH3OH 气体反应的热化学方程式是
(3)空气质子交换法治理SO2,其原理是将含有SO2的烟气与O2通过电化学反应制得硫酸,负极的电极反应式是
(4)湿法吸收工业尾气中的NO2,常选用纯碱溶液,将NO2转化为两种氮元素的常见含氧酸盐。反应的离子方程式是
(5)用高能电子束激活烟气(主要成分是SO2、NO2、H2O等),会产生O3等强氧化性微粒。烟气经下列过程可获得化肥。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/2/7/1625948515098624/1625948515442688/STEM/27fb521b289f416b94835b97f0cce806.png?resizew=317)
该化肥中含有的离子是
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】CO2是一种温室气体,对人类的生存环境产生巨大的影响,维持大气中CO2的平衡对生态环境保护有着重要意义。
(1)CO2加氢合成低碳烯烃技术能有效利用CO2,以合成C2H4为例。该转化分为两步进行:
第一步:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.3kJ/mol
第二步:2CO(g)+4H2(g)
C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2=-210.5kJ/mol
CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为__ 。
(2)利用CO2和H2合成甲醇又是一个有效利用CO2的途径,反应如下:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
①在容积为2L的恒容密闭容器中,通入2molCO2和3molH2发生上述反应,下列说法能够表明该可逆反应达到平衡状态的是__ (填字母)
a.消耗1.5molH2时,有0.5molCH3OH生成
b.转移3mol电子时,消耗11.2L(标准状况下)CO2
c.体系中气体的密度不变
d.水蒸气的体积分数保持不变
e.单位时间内生成H2与生成H2O的物质的量之比为3:1
②研究温度对该反应甲醇产率的影响。在210℃~290℃,保持原料气中CO2和H2的投料比不变,按一定流速发生上述反应。得到甲醇平衡产率与温度的关系如图所示,ΔH3__ 0(填“>”、“=”或“<”)。判断依据是__ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/2/bb37322f-d666-4814-b4ab-748b5b129684.png?resizew=277)
③在一固定容积的密闭容器中发生上述反应。若要提高平衡时CH3OH产率,则可以采取的措施是__ (填字母)。
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO2的浓度 d.加入H2加压 e.加入惰性气体 f.分离出甲醇
(3)在一定温度和催化剂作用下,也可将CO2转化为燃料CH4,反应方程式为CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)。当30℃时,一定量的CO2和H2混合气体在容积为1L的恒容密闭容器中发生上述反应,5min后达到平衡,此时各物质的浓度如下表:
则a=__ ,该反应平衡常数K=__ 。
(4)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,利用CH4可以将CO2直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图所示,乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是__ 。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是__ 。
(1)CO2加氢合成低碳烯烃技术能有效利用CO2,以合成C2H4为例。该转化分为两步进行:
第一步:CO2(g)+H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/9/2480801783128064/2480972985835520/STEM/692edfa5264a433996b6e207537d2746.png?resizew=33)
第二步:2CO(g)+4H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/9/2480801783128064/2480972985835520/STEM/692edfa5264a433996b6e207537d2746.png?resizew=33)
CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为
(2)利用CO2和H2合成甲醇又是一个有效利用CO2的途径,反应如下:CO2(g)+3H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/9/2480801783128064/2480972985835520/STEM/692edfa5264a433996b6e207537d2746.png?resizew=33)
①在容积为2L的恒容密闭容器中,通入2molCO2和3molH2发生上述反应,下列说法能够表明该可逆反应达到平衡状态的是
a.消耗1.5molH2时,有0.5molCH3OH生成
b.转移3mol电子时,消耗11.2L(标准状况下)CO2
c.体系中气体的密度不变
d.水蒸气的体积分数保持不变
e.单位时间内生成H2与生成H2O的物质的量之比为3:1
②研究温度对该反应甲醇产率的影响。在210℃~290℃,保持原料气中CO2和H2的投料比不变,按一定流速发生上述反应。得到甲醇平衡产率与温度的关系如图所示,ΔH3
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/2/bb37322f-d666-4814-b4ab-748b5b129684.png?resizew=277)
③在一固定容积的密闭容器中发生上述反应。若要提高平衡时CH3OH产率,则可以采取的措施是
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO2的浓度 d.加入H2加压 e.加入惰性气体 f.分离出甲醇
(3)在一定温度和催化剂作用下,也可将CO2转化为燃料CH4,反应方程式为CO2(g)+4H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/9/2480801783128064/2480972985835520/STEM/692edfa5264a433996b6e207537d2746.png?resizew=33)
物质 | CO2(g) | H2(g) | CH4(g) | H2O(g) |
浓度/mol·L-1 | 0.2 | 0.8 | a | 1.6 |
则a=
(4)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,利用CH4可以将CO2直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图所示,乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/2/1fa97ea0-b980-452a-8634-ff243af5258d.png?resizew=241)
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【推荐1】在氮及其化合物的化工生产中,对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。
(1)t℃时,关于N2、NH3的两个反应的信息如下表所示:
请写出t℃时氨气被一氧化氮氧化生成无毒气体的热化学方程式:______________________ ,t℃时该反应的平衡常数为__________ (用K1和K2表示)。
(2)工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)下图甲表示在一定体积的密闭容器中反应时,H2的物质的量浓度随时间的变化。图乙表示在其他条件不变的情况下,起始投料H2与N2的物质的量之比(设为x)与平衡时NH3的物质的量分数的关系。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/2/8c593dec-77b8-4329-88a6-fc69d1b7ac5f.png?resizew=416)
①图甲中0~t1min内,v(N2)=_____ mol·L-1·min-1;b点的
(H2)正_____ a点的
(H2)逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
②已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1 mol,容器体积为1L,保持温度和压强不变,又充入3 mol N2后,平衡________ (填“向右移动”“向左移动”或“不移动”)。
(1)t℃时,关于N2、NH3的两个反应的信息如下表所示:
化学反应 | 正反应活化能 | 逆反应活化能 | t℃时平衡常数 |
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H>0 | a kJ/mol | b kJ/mol | K1 |
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H<0 | c kJ/mol | d kJ/mol | K2 |
请写出t℃时氨气被一氧化氮氧化生成无毒气体的热化学方程式:
(2)工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/2/8c593dec-77b8-4329-88a6-fc69d1b7ac5f.png?resizew=416)
①图甲中0~t1min内,v(N2)=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06b09bec6122ff51834335344ae13f29.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06b09bec6122ff51834335344ae13f29.png)
②已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1 mol,容器体积为1L,保持温度和压强不变,又充入3 mol N2后,平衡
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐2】甲烷、二氧化碳的催化重整反应过程非常复杂,其中的部分反应如下:
①CH4(g)+ CO2(g)⇌2CO(g) + 2H2(g) △H1
②CH4(g)⇌C(s) + 2H2(g) △H2= +74.8 kJ/mol
③2CO(g)⇌C(s) + CO2△H3=-172 kJ/mol
(1)反应①中,△H1=_______ 。
(2)反应②是分步进行,其反应进程与能量的关系如图所示。其中第_______ 步(填图中序号)为放热反应,正反应活化能最大的一步反应的化学方程式为_______ ;催化剂一般多孔,催化重整反应②、③都易造成催化剂失去活性,可能的原因是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/15/8e013b21-dc4c-4aae-9a05-8ec35c4907d6.png?resizew=233)
(3)一定条件下,反应①中CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示(不考虑副反应),则T1_______ T2(填“>”“<"或“=”),A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、 KC的大小关系为_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/15/54cef513-234d-45cb-9a9e-89080c5f83b8.png?resizew=346)
(4)在恒温恒容的密闭容器中,反应①中原料气组成比
与甲烷的转化率的关系如图所示,试从理论角度解释造成曲线变化趋势的原因:_______ ;在催化 剂“钡改性的Ni/
-Al2O3"的作用下,若初始加入等物质的量的原料气,初始压强为p0,则在该条件下的Kp=_______ (列出计算式即可)。
①CH4(g)+ CO2(g)⇌2CO(g) + 2H2(g) △H1
②CH4(g)⇌C(s) + 2H2(g) △H2= +74.8 kJ/mol
③2CO(g)⇌C(s) + CO2△H3=-172 kJ/mol
(1)反应①中,△H1=
(2)反应②是分步进行,其反应进程与能量的关系如图所示。其中第
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/15/8e013b21-dc4c-4aae-9a05-8ec35c4907d6.png?resizew=233)
(3)一定条件下,反应①中CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示(不考虑副反应),则T1
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/15/54cef513-234d-45cb-9a9e-89080c5f83b8.png?resizew=346)
(4)在恒温恒容的密闭容器中,反应①中原料气组成比
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/15/7d08276f-dcd5-4f12-8902-d1a54bbac3b3.png?resizew=468)
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【推荐3】
、
是大气污染物,有效去除这些污染物是一项重要课题。
(1)
、
可以先氧化,后用碱吸收。其氧化过程的反应原理如下:
;![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6cca7404276c9ee06a26f693dc70dd25.png)
;![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/676f7d3b29749963b81292f7f875f094.png)
;![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22c1e96d71aaf6d1b6f67e70cd794a48.png)
则反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
_______
。
一定温度下固定容器中能表明该反应已达到平衡状态的是_______ (填序号)。
A.混合气体的颜色不变 B.体系的压强不变
C.混合气体中
与
的比例不变 D.
(2)向恒容密闭容器中充入
和
,发生如下反应:
;
。不同温度下反应相同时间后,体系中
转化率随温度变化曲线如图。温度低于
时,
转化率随温度升高而增大的主要原因是_______ ;当温度高时,
分解生成活性极高的氧原子,
转化率随温度升高而降低,可能的原因有:①_______ ,②_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/29/47b239f0-3d68-46f8-9672-00341fa710cb.png?resizew=539)
(3)用电化学法模拟工业处理
。将硫酸工业尾气中的
通入如图装置(电极均为惰性材料)进行实验,可用于制备硫酸,同时获得电能:
①M极发生的电极反应式为_______ 。
②当外电路通过
电子时,质子交换膜左侧的溶液质量_______ (填“增大”或“减小”)_______ 克。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cd6200aa9357b208a994c93c210ff60.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9110e80d125190c4b5bed606e1fc2220.png)
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9110e80d125190c4b5bed606e1fc2220.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/39208d1c3e640e796d76875beeb9fb04.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e83e708dbf836b313446de0871379c4b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6cca7404276c9ee06a26f693dc70dd25.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/93908cd29f1198dc2df110d8fc9f17b7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/676f7d3b29749963b81292f7f875f094.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2f7b12bef81ff031dfffb586f377ab44.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22c1e96d71aaf6d1b6f67e70cd794a48.png)
则反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/51ec2a06f3576dd5f1eaf1333a560f84.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
一定温度下固定容器中能表明该反应已达到平衡状态的是
A.混合气体的颜色不变 B.体系的压强不变
C.混合气体中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9110e80d125190c4b5bed606e1fc2220.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7fa4e407156124daed6d1d94dbb26e29.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/70efd79e74e07eca2547272d77513518.png)
(2)向恒容密闭容器中充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dcec3bf5f7613655eee503b83af293d1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d16789e34394b0a35211f61e22436566.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e83e708dbf836b313446de0871379c4b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8a2495c50034289e8946587d034e45e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9110e80d125190c4b5bed606e1fc2220.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/598a32279830e7d8bbd0422ce08aee9a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9110e80d125190c4b5bed606e1fc2220.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2a5a90de46accfca98d5583bd27ce8b9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9110e80d125190c4b5bed606e1fc2220.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/29/47b239f0-3d68-46f8-9672-00341fa710cb.png?resizew=539)
(3)用电化学法模拟工业处理
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cd6200aa9357b208a994c93c210ff60.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cd6200aa9357b208a994c93c210ff60.png)
①M极发生的电极反应式为
②当外电路通过
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17c9041904194c45de84eb7022ca335c.png)
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解答题-工业流程题
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适中
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解题方法
【推荐1】元素周期表中的28号元素 Ni有重要的用途,它有良好的耐高温、耐腐蚀、防锈功能,在电池、催化剂方面也有广泛应用。工业上以硫化镍矿(含少量杂质硫化铜、硫化亚铁)为原料制备并精制镍的基本流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/1/7ebe97f5-6390-4bc6-9241-52abcdfa31e5.png?resizew=471)
已知:电极电位(E)能体现微粒的氧化还原能力强弱,如:H2-2e-=2H+ E=0.00V Cu-2e-=Cu2+ E=0.34V Fe-2e-=Fe2+ E=-0.44V Ni-2e-=Ni2+ E= -0.25V
请回答下列问题:
(1)镍在周期表中的位置为_______________ 。焰色反应实验可以用光洁无锈的镍丝代替铂丝蘸取化学试剂灼烧,原因是___________ 。
(2)石英造渣除铁时主要发生的化学反应方程式:________________ (产物以氧化物的形式表示)。
(3)电解制粗镍时阳极发生的主要电极反应式:________________ 。
(4)工业上由 NiSO4溶液制得 Ni(OH)2后,再滴加 NaClO溶液制NiO(OH),滴加过程中发生反应的离子方程式为________________ 。
(5)电解精炼镍的过程需控制pH 为2~5,原因是pH 太小_________ ;pH太大 ________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/1/7ebe97f5-6390-4bc6-9241-52abcdfa31e5.png?resizew=471)
已知:电极电位(E)能体现微粒的氧化还原能力强弱,如:H2-2e-=2H+ E=0.00V Cu-2e-=Cu2+ E=0.34V Fe-2e-=Fe2+ E=-0.44V Ni-2e-=Ni2+ E= -0.25V
请回答下列问题:
(1)镍在周期表中的位置为
(2)石英造渣除铁时主要发生的化学反应方程式:
(3)电解制粗镍时阳极发生的主要电极反应式:
(4)工业上由 NiSO4溶液制得 Ni(OH)2后,再滴加 NaClO溶液制NiO(OH),滴加过程中发生反应的离子方程式为
(5)电解精炼镍的过程需控制pH 为2~5,原因是pH 太小
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】工业尾气
对环境和人体健康会产生严重危害,回收
制备高附加值的硫磺是保护环境和资源利用的有效措施。
已知:
。
回答下列问题:
(1)上述反应中相关键能数据:
①反应能自发进行的条件是_______ ,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/970ede1b912fa8414094f27120a17e4d.png)
_______
。
②在恒温恒容密闭容器中,充入一定量
气体发生上述反应,下列说法正确的是_______ (填标号)。
A.
的体积分数不再改变,说明该反应达到平衡
B.
与
体积比不再改变,说明该反应达到平衡
C.平衡时向容器中充入情性气体,平衡逆向移动
D.平衡时向容器中充入
和
,再达平衡时,
不变
(2)保持压强恒定为
,向密闭容器中充入
和
(
不参与反应)发生上述反应,
的平衡转化率
]与通入气体中
、温度
关系如下图所示。
①从反应开始至反应体系分别达到M、N点状态,平均反应速率较快的是达到_______ (填“M”或“N”)的过程。
②相同温度下,
随着
增大而减小,其原因是_______ 。
③
温度下,平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
_______ (要求带单位,结果保留1位小数)。(提示:
为用压强计算的平衡常数,分压
总压
物质的量分数)
(3)我国科学家设计协同转化装置处理尾气
。为避免硫磺沉积在
极,将氧化吸收和电解过程分开进行,装置如图所示(电解反应器中,以石墨为电极)。
①
通过质子交换膜移向_______ (填“
”或“
”)极区。
②协同转化装置实现物质转化的总反应方程式为_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f61267e2cdf391ca03e64d26141a0f4f.png)
回答下列问题:
(1)上述反应中相关键能数据:
化学键 | ![]() | ![]() | ![]() |
键能![]() | ![]() | 339 | 436 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/970ede1b912fa8414094f27120a17e4d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17ac68c255ad454565a22fca2d29ac35.png)
②在恒温恒容密闭容器中,充入一定量
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
A.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
B.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17a7cb2831b185a2f0fe9838c4dd98b6.png)
C.平衡时向容器中充入情性气体,平衡逆向移动
D.平衡时向容器中充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17a7cb2831b185a2f0fe9838c4dd98b6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec489b47438668605d6bdbc22284c082.png)
(2)保持压强恒定为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/557594dcd56b99cf9a9bfab9af05293c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f1fa4c685ca5d53c7fc5d4d9da13b0c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7d9b826a23021c7f0dd903d3bd5f3593.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/527da44e8ef98433f931bb3d23b0706b.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/7/4975413e-fab1-4d9c-935b-a0e484d83ded.png?resizew=276)
①从反应开始至反应体系分别达到M、N点状态,平均反应速率较快的是达到
②相同温度下,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8f46826a6b4a0f5ca92eb9dc32f2f367.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/81dea63b8ce3e51adf66cf7b9982a248.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/baa24a8004d0095ac9d9382113732970.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6706fe00b4e231e62d9ecbec567d526b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2468403b3eba9e40bfa36f464e927738.png)
(3)我国科学家设计协同转化装置处理尾气
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6c67f27df0a1d06ba9c2f50478a6740b.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/7/becbf16a-93ed-4a27-a7d8-801617cdf4cf.png?resizew=223)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a8b6ede55013761f0df50ef4854cb9d4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/674e31dbbc3c338972a2fa85d588afae.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6c67f27df0a1d06ba9c2f50478a6740b.png)
②协同转化装置实现物质转化的总反应方程式为
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解答题-工业流程题
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适中
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解题方法
【推荐3】新能源汽车在实现可持续发展的环境目标、减少空气的污染问题及应对气候的逐渐恶化中起到了至关重要的作用。锂离子电池使用寿命在5~8年,研究回收废旧正极材料中Li、Ni、Co、Mn等资源可以促进锂离子电池产业的良性发展。下图是一种三元锂电池正极材料的回收工艺。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/3/21/3458294143459328/3458949159731200/STEM/034159799831472b8ff585002d6ab4f3.png?resizew=390)
回答下列问题:
(1)浸取时
中钴元素转化为
,有机酸用醋酸时反应的离子方程式为___________ 。
(2)浸取时有机酸用苹果酸
比醋酸浸取效果好,苹果酸分子中C原子的杂化类型为___________ 。
(3)
时溶液中![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8676cb3954a1818a7847f19114f871f7.png)
___________ ;随pH增大,
和
的沉淀率增大的原因为___________ 。
(4)沉锂时生成
,反应的离子方程式为___________ 。
(5)还可以通过电渗析法分离金属离子。硫酸、双氧水浸取后,分三次电渗析可分离成功。下图所示为第一次电渗析分离
的工艺,离子交换膜B为___________ (填“阴”或“阳”)离子交换膜。第二次用同样方法分离
,第三次直接对剩余溶液电渗析分离,且需要将C改为一价阳离子交换膜。由上述分离过程可推测,
、
、
中与
反应最难的为___________ ,
在___________ 膜(填“AB”、“BC”或“CD”)之间获得。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/3/21/3458294143459328/3458949159731200/STEM/034159799831472b8ff585002d6ab4f3.png?resizew=390)
已知:①正极材料主要成分可以表示为(M:Ni、Co、Mn)。
②浸取液中金属离子生成MS沉淀情况与pH的关系如下图。
③、
、
。
回答下列问题:
(1)浸取时
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dd7c3b9e23d299dca3340858b5b3dbd0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b5cedebd6f143accf8c0ba10c9b4f302.png)
(2)浸取时有机酸用苹果酸
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dd662c310a84398de8c5f4f5593c5b20.png)
(3)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be408756c87bd9f179e65b6e2c38b1fc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8676cb3954a1818a7847f19114f871f7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cd8969f04e209627e832e80cc2182767.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b5cedebd6f143accf8c0ba10c9b4f302.png)
(4)沉锂时生成
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f36e6505fa6d20fe082df7f17a802827.png)
(5)还可以通过电渗析法分离金属离子。硫酸、双氧水浸取后,分三次电渗析可分离成功。下图所示为第一次电渗析分离
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cd8969f04e209627e832e80cc2182767.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b5cedebd6f143accf8c0ba10c9b4f302.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cd8969f04e209627e832e80cc2182767.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b5cedebd6f143accf8c0ba10c9b4f302.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9028a8c90efe91bbfac33fb674352b8c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/614c31877c8c21004a844fe8f871c276.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9028a8c90efe91bbfac33fb674352b8c.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/3/21/3458294143459328/3458949159731200/STEM/b1af4caa98c148a6b66598865f6512a5.png?resizew=274)
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