为保护环境,充分利用钴资源,一种以废旧钴酸锂电池材料(正极材料主要含有LiCoO2、铝箔及金属钢壳)回收钴酸锂的工艺流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/31/42ce695b-8400-47c7-b372-955f2fbfa527.png?resizew=581)
已知一定条件下,部分金属阳离子形成氢氧化物的pH如下表:
请回答下列问题:
(1)废旧钴酸锂电池需经放电、拆解、粉碎预处理。放电方式为电化学放电,可以将废旧电池浸泡在_________ (填标号)中进行放电。粉碎的目的是_________ 。
A. Na2SO4溶液
B.98%的H2SO4溶液
C.酒精
(2)“酸浸”过程中,除加入H2SO4,还要加入H2O2。
①H2O2的作用是_________ (填标号)。
A.做氧化剂
B.做还原剂
C.既做氧化剂又做还原剂
②H2O2促进了LiCoO2在H2SO4中转化为CoSO4,该反应的离子方程式为_________ 。
③相同条件下,“酸浸”时钴的浸出率随温度变化如右图所示,此时温度控制在80°C左右的原因为_________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/31/7e16778c-01d1-46f5-a2e0-9c5bc84b3f9d.png?resizew=295)
(3)“调pH”时,溶液应控制的pH范围为_________ ,选用的最佳试剂是_________ (填标号)。
A. H2SO4 B. CoCO3 C.石灰乳 D. NaOH
(4)高温时,CoC2O4和Li2CO3生成LiCoO2的同时放出CO2。此反应的化学方程式为_________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/31/42ce695b-8400-47c7-b372-955f2fbfa527.png?resizew=581)
已知一定条件下,部分金属阳离子形成氢氧化物的pH如下表:
离子 | Co3+ | Fe3+ | Co2+ | Fe2+ | Al3+ |
开始沉淀的pH | 0.3 | 2.7 | 7.2 | 7.6 | 3.6 |
完全沉淀的pH | 1.1 | 3.2 | 9.2 | 9.6 | 5.2 |
(1)废旧钴酸锂电池需经放电、拆解、粉碎预处理。放电方式为电化学放电,可以将废旧电池浸泡在
A. Na2SO4溶液
B.98%的H2SO4溶液
C.酒精
(2)“酸浸”过程中,除加入H2SO4,还要加入H2O2。
①H2O2的作用是
A.做氧化剂
B.做还原剂
C.既做氧化剂又做还原剂
②H2O2促进了LiCoO2在H2SO4中转化为CoSO4,该反应的离子方程式为
③相同条件下,“酸浸”时钴的浸出率随温度变化如右图所示,此时温度控制在80°C左右的原因为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/31/7e16778c-01d1-46f5-a2e0-9c5bc84b3f9d.png?resizew=295)
(3)“调pH”时,溶液应控制的pH范围为
A. H2SO4 B. CoCO3 C.石灰乳 D. NaOH
(4)高温时,CoC2O4和Li2CO3生成LiCoO2的同时放出CO2。此反应的化学方程式为
更新时间:2023-03-29 16:53:33
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】多晶硅的生产工艺方法主要是改良西门子法,该方法安全可靠,产品纯度高,但是生产成本较高.锌还原法成本低,但制备的多晶硅纯度不高,某研究所对锌还原法进行了研究改良,并成功制得了高纯多晶硅.改良后的锌还原法制备高纯多晶硅的主要流程如图,请回答下列问题:
和焦炭在
下共热能制得粗硅,并生成一种有毒气体,该反应的化学方程式为___________ ,该反应的氧化产物为___________ (填化学式).高纯硅常用作半导体材料,下列可用作半导体材料的是___________ (填标号).
A.锗 B.铅 C.镓 D.铷
(2)“氯化”时,把纯度为98%的粗硅处理成
的粉末,这样做的目的是___________ ;“精馏”可获得纯度为99.99%以上的高纯
的电子式为___________ ;
(3)“还原”时的温度约为
,该反应的化学方程式为___________ ;“电解”时,熔融
被电解成
和
,由此可知
属于___________ (填“离子”或“共价”)化合物,“电解”反应中,每消耗
,则生成___________ L(换算成标准状况)
。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/61f83e3c8bcb8237b5aa8a808ad68a45.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/81241043112207017cfff92be4fd2409.png)
A.锗 B.铅 C.镓 D.铷
(2)“氯化”时,把纯度为98%的粗硅处理成
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5ff908c5e7db1b5a2993cd66177b0f25.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c0623c604e83a199ab1372501919230a.png)
(3)“还原”时的温度约为
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c3594bc0bfd541431f544eec304975e9.png)
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】二氧化硫对环境有一定的负面影响,对SO2的处理和利用是科学研究的重要课题之一。
I.用石灰石、氨水等脱硫。以硫酸工业的二氧化硫尾气、氨水、石灰石、碳酸氢铵和氯化钾等为原料,可以制备有重要应用价值的硫酸钾、亚硫酸铵等物质,制备流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/5/15/3238476523323392/3238524863643648/STEM/cb06e711707d4c3f8b50758eacedd8bb.png?resizew=516)
(1)①反应I是脱去SO2的一种常用方法,其总反应的化学方程式为_______ 。
②研究发现,pH和温度对石灰石浆液的脱硫效率有一定影响。当烟气通入速度一定时,石灰石浆液的脱硫率与浆液pH的关系如图所示(pH=-lgc(H+))。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/5/15/3238476523323392/3238524863643648/STEM/404998c32d494534805efc955715fee9.png?resizew=182)
下列有关说法正确的是_______ 。
a.烟气通入石灰石浆液时的温度越高,吸收越快,吸收率越高
b.反应时需鼓入足量的空气以保证SO2被充分氧化生成CaSO4
c.将脱硫后的气体通入KMnO4溶液,可粗略判断烟气脱硫效率
d.石灰石浆液pH>5.7烟气脱硫效果降低,是因为石灰石的溶解程度增大
(2)生产中,需要向反应Ⅱ的溶液中加入适量强还原剂,其目的是_______ 。
(3)反应Ⅲ所得的滤液中所含阳离子的电子式为_______ ,检验该滤液中所含阴离子的方法是_______ 。
(4)(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮。将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氨肥。写出用(NH4)2SO3溶液吸收NO的离子方程式_______ 。
Ⅱ.H2还原法也是处理硫酸厂废气的方法之一。400℃时,将H2和含SO2的尾气按一定比例混合,以一定流速通过装有Fe2O3/Al2O3的负载型催化剂(Fe2O3为催化剂,Al2O3为载体),发生反应。
(5)该反应生成S单质和水,其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______ 。
(6)研究表明,该反应过程中实际起催化作用的是反应初期生成的FeS2,催化硫化过程中还检测到H2S气体。整个FeS2催化硫化的过程可分为三步,写出第三步的化学方程式:
①H2+FeS2=FeS+H2S;
②2H2S+SO2=3S↓+2H2O;
③_______ 。
I.用石灰石、氨水等脱硫。以硫酸工业的二氧化硫尾气、氨水、石灰石、碳酸氢铵和氯化钾等为原料,可以制备有重要应用价值的硫酸钾、亚硫酸铵等物质,制备流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/5/15/3238476523323392/3238524863643648/STEM/cb06e711707d4c3f8b50758eacedd8bb.png?resizew=516)
(1)①反应I是脱去SO2的一种常用方法,其总反应的化学方程式为
②研究发现,pH和温度对石灰石浆液的脱硫效率有一定影响。当烟气通入速度一定时,石灰石浆液的脱硫率与浆液pH的关系如图所示(pH=-lgc(H+))。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/5/15/3238476523323392/3238524863643648/STEM/404998c32d494534805efc955715fee9.png?resizew=182)
下列有关说法正确的是
a.烟气通入石灰石浆液时的温度越高,吸收越快,吸收率越高
b.反应时需鼓入足量的空气以保证SO2被充分氧化生成CaSO4
c.将脱硫后的气体通入KMnO4溶液,可粗略判断烟气脱硫效率
d.石灰石浆液pH>5.7烟气脱硫效果降低,是因为石灰石的溶解程度增大
(2)生产中,需要向反应Ⅱ的溶液中加入适量强还原剂,其目的是
(3)反应Ⅲ所得的滤液中所含阳离子的电子式为
(4)(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮。将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氨肥。写出用(NH4)2SO3溶液吸收NO的离子方程式
Ⅱ.H2还原法也是处理硫酸厂废气的方法之一。400℃时,将H2和含SO2的尾气按一定比例混合,以一定流速通过装有Fe2O3/Al2O3的负载型催化剂(Fe2O3为催化剂,Al2O3为载体),发生反应。
(5)该反应生成S单质和水,其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
(6)研究表明,该反应过程中实际起催化作用的是反应初期生成的FeS2,催化硫化过程中还检测到H2S气体。整个FeS2催化硫化的过程可分为三步,写出第三步的化学方程式:
①H2+FeS2=FeS+H2S;
②2H2S+SO2=3S↓+2H2O;
③
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】实验室用如下装置制取氯气,并进行性质实验。回答下列问题;
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/27/07cdd04d-7309-4e1e-a646-7893d66ae55b.png?resizew=480)
(1)盛放二氧化锰的仪器名称_______
(2)写出A中反应的化学方程式_______ 。能证明氯气无漂白性的现象是_______ 。
(3)B中的试剂是_______ ;作用是_______ C中的试剂是_______
(4)F处观察到棉花团变蓝色,说明氯气具有_______ 性(填“氧化”或“还原”)。
(5)写出G处尾气吸收的离子方程式_______ 。
(6)实验室还可用
固体与浓盐酸常温下反应制备氯气:
(未配平)配平该化学方程式_______ ,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/27/07cdd04d-7309-4e1e-a646-7893d66ae55b.png?resizew=480)
(1)盛放二氧化锰的仪器名称
(2)写出A中反应的化学方程式
(3)B中的试剂是
(4)F处观察到棉花团变蓝色,说明氯气具有
(5)写出G处尾气吸收的离子方程式
(6)实验室还可用
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fbf51df25345f0e3920d5d36f4bac8d4.png)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐1】一种利用含硫物质的热化学循环来实现能量的转化与存储的构想如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/11/9/2589263672164352/2590036787396608/STEM/2c8e24af-7c6f-406b-bedb-7a145952c82e.png)
回答下列问题:
(1)举出图中两种形式的能量转化:________ 、________ 。
(2)反应I的化学方程式为_________ 。
(3)研究表明,I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,催化过程如下:
i.________ (请补充完整);
ii. I2+2H2O+SO2=4H++SO
+2I-。
(4)SO2歧化反应速率与i、ii反应速率有一定关系,某同学设计实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中,密闭放置观察现象。
已知:I2易溶解在KI溶液中。
①B是A的对比实验,a=_______ ;A、B对比实验说明________ ;A、C对比实验说明________ 。
②实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:________ 。
(5)已知原子利用率是指目标产物中某原子的总质量与反应物中某原子的总质量之比。反应Ⅱ若目标产物是H2SO4,则硫原子利用率为________ %(结果保留三位有效数字)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/11/9/2589263672164352/2590036787396608/STEM/2c8e24af-7c6f-406b-bedb-7a145952c82e.png)
回答下列问题:
(1)举出图中两种形式的能量转化:
(2)反应I的化学方程式为
(3)研究表明,I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,催化过程如下:
i.
ii. I2+2H2O+SO2=4H++SO
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1903287227f2e5af1aa48d3103239111.png)
(4)SO2歧化反应速率与i、ii反应速率有一定关系,某同学设计实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中,密闭放置观察现象。
序号 | A | B | C | D |
试剂组成 | 0.4 mol•L-1的KI | a mol•L-1的KI 0.2 mol•L-1的H2SO4混合物 | 0.2 mol•L-1的H2SO4 | 0.2 mol•L-1的KI和0.0002 mol I2 |
实验现象 | 溶液变黄,一段时间后出现浑浊 | 溶液变黄,出现浑浊较A快 | 无明显现象 | 溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快 |
①B是A的对比实验,a=
②实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:
(5)已知原子利用率是指目标产物中某原子的总质量与反应物中某原子的总质量之比。反应Ⅱ若目标产物是H2SO4,则硫原子利用率为
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
【推荐2】某实验小组研究了几种无机盐对纤维素酶和木聚糖酶活力的影响。将无机盐与酶样分别以1∶10和1∶2的比例均匀混合,配制成待测酶液,酶活力测定结果如下表所示。已知不添加无机盐时,纤维素酶活力为1000IU/g,木聚糖酶活力为5000 IU/g。回答下列问题:
添加不同比例无机盐后对纤维素酶、木聚糖酶活力的影响 单位:IU/g
(1)酶活力也称酶活性,酶活性的大小可以用___________ 来表示。
(2)由表中数据可看出,随着无机盐添加比例的增加,对纤维素酶,木聚糖酶活力促进作用最明显的无机盐分别是___________ ;有同学提出相同的无机盐对不同酶的作用效果不同,其依据是___________ 。
(3)实验中
对木聚糖酶活力具有显著的抑制作用,原因可能是___________ ,从而造成了木聚糖酶活性降低。
(4)在添加无机盐
的条件下,进一步探究纤维素含量对酶促反应的影响,以羧甲基纤维素钠溶液作为反应底物,请设计实验思路及预期结果。
实验思路:___________ 。
预期实验结果:请根据预期实验结果绘制大致的曲线图___________ 。
添加不同比例无机盐后对纤维素酶、木聚糖酶活力的影响 单位:IU/g
添加无机盐 | 纤维素酶活力 | 木聚糖酶活力 | ||
1∶10 | 1∶2 | 1∶10 | 1∶2 | |
NaCl | 1005 | 1005 | 5241 | 5318 |
KI | 1001 | 1001 | 5012 | 5018 |
![]() | 957 | 902 | 1937 | 1798 |
![]() | 1000 | 1048 | 4496 | 4248 |
![]() | 1052 | 1084 | 4480 | 4261 |
![]() | 1225 | 1435 | 4546 | 4359 |
![]() | 996 | 1036 | 5313 | 5336 |
![]() | 1001 | 1069 | 5202 | 5381 |
![]() | 1007 | 1160 | 4407 | 4211 |
(2)由表中数据可看出,随着无机盐添加比例的增加,对纤维素酶,木聚糖酶活力促进作用最明显的无机盐分别是
(3)实验中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6cadc389ba2812f5e16f1d4b697179a0.png)
(4)在添加无机盐
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d1edfb23e4aa5db10a2c8ae37a8b752.png)
实验思路:
预期实验结果:请根据预期实验结果绘制大致的曲线图
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
【推荐3】碘酸钾是一种重要的无机物,可用作食盐中的加碘剂。其制备方法如下:
I.过氧化氢氧化法
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/22/2641524210655232/2641820315328512/STEM/c0b4caefbd7d422dab47e52664b727c0.png?resizew=403)
(1)合成步骤中加快化学反应速率的措施是___ 。
(2)合成步骤中的化学方程式为___ 。
(3)当合成温度高于70℃,碘酸钾产率会降低,请写出可能的两种原因___ 。
II.氯酸钾氧化法
(4)在稀硝酸介质中,用氯酸钾氧化碘单质,然后用氢氧化钾中和碘酸氢钾[KH(IO3)2],补全反应的化学方程式:___
6I2+
KClO3+
H2O=6KH(IO3)2+
KCl+3Cl2,KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O。
(5)相对于氯酸钾氧化法,过氧化氢氧化法的优点是___ 。
III.电解法
(6)先将一定量的I2溶于过量的KOH溶液,发生反应:3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O。将反应后溶液加入阳极区,制备纯度较高的碘酸钾。写出阳极的电极反应式___ 。
I.过氧化氢氧化法
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(1)合成步骤中加快化学反应速率的措施是
(2)合成步骤中的化学方程式为
(3)当合成温度高于70℃,碘酸钾产率会降低,请写出可能的两种原因
II.氯酸钾氧化法
(4)在稀硝酸介质中,用氯酸钾氧化碘单质,然后用氢氧化钾中和碘酸氢钾[KH(IO3)2],补全反应的化学方程式:
6I2+
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/22/2641524210655232/2641820315328512/STEM/6c6b967edec14f91acb32382c67502f3.png?resizew=19)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/22/2641524210655232/2641820315328512/STEM/6c6b967edec14f91acb32382c67502f3.png?resizew=19)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/22/2641524210655232/2641820315328512/STEM/6c6b967edec14f91acb32382c67502f3.png?resizew=19)
(5)相对于氯酸钾氧化法,过氧化氢氧化法的优点是
III.电解法
(6)先将一定量的I2溶于过量的KOH溶液,发生反应:3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O。将反应后溶液加入阳极区,制备纯度较高的碘酸钾。写出阳极的电极反应式
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/22/2641524210655232/2641820315328512/STEM/e6b78182734c46459d841468ba3dec22.png?resizew=381)
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解答题-工业流程题
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(0.65)
名校
解题方法
【推荐1】三氧化二铬常用作搪瓷、陶瓷、人造革、建筑材料的着色剂,有机化学合成的催化剂等。某化工厂用含有铬、锌、铜、铁、钴(Co)等单质的工业废料制备三氧化二铬的流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/8/4/2520624147038208/2520726262063104/STEM/6ada4b96d32a4650ab54bf4942a63398.png?resizew=605)
已知几种金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表所示:
(1)滤渣I中只含一种金属单质,该单质是____________ ,欲获得该单质,酸浸时____________ (填“能”或“不能”)用稀硝酸代替稀硫酸。酸浸时形成的金属离子的价态均相同,滤渣II中含有大量的CoAs,请写出形成CoAs时发生反应的化学方程式__________ 。
(2)物质X可以是氧气,过氧化氢等,为达到相同目的,分别使用氧气、过氧化氢时消耗二者的物质的量之比为___________ ;氧化过程中,由铁、铬形成的离子均被氧化,则调节的范围是________ ,写出H2O2氧化铬形成的离子时反应的离子方程式______________ 。
(3)操作X为_________________ ;若电解溶液I可得到单质铬,则铬在____ 极上生成,另一电极的电极反应式为__________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/8/4/2520624147038208/2520726262063104/STEM/6ada4b96d32a4650ab54bf4942a63398.png?resizew=605)
已知几种金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表所示:
金属离子 | Fe3+ | Zn2+ | Cr3+ |
开始沉淀的pH | 2.7 | 6.0 | 4.6 |
沉淀完全的pH | 3.7 | 8.0 | 5.6 |
(1)滤渣I中只含一种金属单质,该单质是
(2)物质X可以是氧气,过氧化氢等,为达到相同目的,分别使用氧气、过氧化氢时消耗二者的物质的量之比为
(3)操作X为
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【推荐2】工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/10/a8b6b793-35b1-4236-ac15-bff777a6e139.png?resizew=488)
请回答下列问题:
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的___ 吸收。
a.浓H2SO4 b.稀HNO3 c.NaOH溶液 d.氨水
(2)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为____ 。
(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是___ 。
a.电能全部转化为化学能
b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.溶液中Cu2+向阳极移动
d.从阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/10/a8b6b793-35b1-4236-ac15-bff777a6e139.png?resizew=488)
请回答下列问题:
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的
a.浓H2SO4 b.稀HNO3 c.NaOH溶液 d.氨水
(2)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为
(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是
a.电能全部转化为化学能
b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.溶液中Cu2+向阳极移动
d.从阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属
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【推荐3】甲烷是一种能量密度低、难液化、运输成本较高的能源。将甲烷转化成能量密度较高的液体燃料已成为重要的课题。
Ⅰ.直接氧化法制甲醇
(1)已知下列反应的热化学方程式:
反应1:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/882542ba74b43cb1f93a254c6c867437.png)
反应2:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ce3e0706f7061039a64346729075ab65.png)
写出甲烷氧化法制甲醇的热化学方程式:______ 。
(2)甲烷氧化过程中的活化能垒如图所示。该方法制备CH3OH产率较低,其原因是______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/28/71f7aacf-b67c-466a-9b1b-be28e7bed4d3.png?resizew=273)
Ⅱ.甲烷的电催化氧化
(3)Hibino科学团队在阳极进行甲烷转化研究,其装置图如图所示,其阳极电极反应式为______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/28/c27a2583-21ca-46f2-ade2-6e2118521db1.png?resizew=236)
(4)钒(V)物种被认为是形成活性氧物质(如
)的活性位点,V2O5/SnO2作阳极材料时,CH3OH的浓度与电流的关系如图所示,当电流>5mA时,CH3OH的浓度随电流的增加而下降的原因是______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/28/8f4ce5f1-b797-4a9a-b928-ea8d8f52c476.png?resizew=244)
Ⅲ.多相催化剂氧化甲烷法
光照条件下,TiO2负载的Fe2O3多相催化剂合成甲醇时,可将甲醇的选择性(选择性
)提升至90%以上,其反应机理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/28/0a69a125-4bab-4d2f-8662-c2b1654fe806.png?resizew=361)
(5)光照时,表面形成的空穴(h+)具有强______ (填“氧化性”或“还原性”)。
(6)写出甲烷通过多相催化剂法制取甲醇的化学方程式______ 。
(7)从反应过程中产生的微粒角度分析,TiO2负载的Fe2O3多相催化剂能将甲醇的选择性提升至90%以上的原因是______ 。
Ⅰ.直接氧化法制甲醇
(1)已知下列反应的热化学方程式:
反应1:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4b503709cf4f841efb9a9e9eafa20d25.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/882542ba74b43cb1f93a254c6c867437.png)
反应2:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bc4d18e5d42ac302c7aad9ce47546d53.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ce3e0706f7061039a64346729075ab65.png)
写出甲烷氧化法制甲醇的热化学方程式:
(2)甲烷氧化过程中的活化能垒如图所示。该方法制备CH3OH产率较低,其原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/28/71f7aacf-b67c-466a-9b1b-be28e7bed4d3.png?resizew=273)
Ⅱ.甲烷的电催化氧化
(3)Hibino科学团队在阳极进行甲烷转化研究,其装置图如图所示,其阳极电极反应式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/28/c27a2583-21ca-46f2-ade2-6e2118521db1.png?resizew=236)
(4)钒(V)物种被认为是形成活性氧物质(如
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7710719a84fa034a1e65e1e954232932.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/28/8f4ce5f1-b797-4a9a-b928-ea8d8f52c476.png?resizew=244)
Ⅲ.多相催化剂氧化甲烷法
光照条件下,TiO2负载的Fe2O3多相催化剂合成甲醇时,可将甲醇的选择性(选择性
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8c09fad7aa1e560f7a097edab96cf733.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/28/0a69a125-4bab-4d2f-8662-c2b1654fe806.png?resizew=361)
(5)光照时,表面形成的空穴(h+)具有强
(6)写出甲烷通过多相催化剂法制取甲醇的化学方程式
(7)从反应过程中产生的微粒角度分析,TiO2负载的Fe2O3多相催化剂能将甲醇的选择性提升至90%以上的原因是
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解答题-工业流程题
|
适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐1】某工厂以镍废渣(主要成分为Ni,含少量Fe、Fe3O4、Al2O3和不溶性杂质等)为原料制备翠矾(NiSO4•7H2O),其生产工艺如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/8/fb29e194-fc1f-413d-a374-9abe8d4485fe.png?resizew=526)
该流程中几种金属离子生成对应氢氧化物沉淀的pH如下表:
回答下列问题:
(1)“滤液A”中主要溶质的化学式为_______ 。
(2)“转化”过程中加入H2O2的目的是将“酸浸”后溶液中的
氧化为
,该过程用离子方程式表示为_______ 。“转化”过程中温度不宜过高,原因是_______ 。
(3)调节pH=a,取值范围为3.7~7.1,目的是将溶液中的_______ 元素转化为沉淀完全除去,该过程中,证明杂质离子已经被完全除去的实验操作及现象是:取少量滤液B于试管中,_______ 。
(4)“操作1”的具体操作是_______ 、_______ 、过滤、洗涤、干燥。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/8/fb29e194-fc1f-413d-a374-9abe8d4485fe.png?resizew=526)
该流程中几种金属离子生成对应氢氧化物沉淀的pH如下表:
金属离子 | 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
![]() | 2.7 | 3.7 |
![]() | 7.6 | 9.7 |
![]() | 7.1 | 9.2 |
(1)“滤液A”中主要溶质的化学式为
(2)“转化”过程中加入H2O2的目的是将“酸浸”后溶液中的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/78074858e37b7253065c0e364414a94a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7bc7efe60e2e9646c8ab17672c2b8b78.png)
(3)调节pH=a,取值范围为3.7~7.1,目的是将溶液中的
(4)“操作1”的具体操作是
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解答题-无机推断题
|
适中
(0.65)
真题
【推荐2】某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了图中的工艺流程,利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑,从废水中回收金,并生产一定量的铁红和氧化铜。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/4/20f7090c-c59f-4eb6-8709-7b97797ad139.png?resizew=394)
填写下面空白。
(1)图中标号处需加入的相应物质分别是①_____ 、②_____ 、③_____ 、④_____ 、⑤_____ ;
(2)写出①处发生反应的离子方程式____________________ ;写出③处发生反应的化学方程式_________________________ ;
(3)铁红的化学式为_________ ;分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途:铁红_______________ ;氧化铜_______________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/4/20f7090c-c59f-4eb6-8709-7b97797ad139.png?resizew=394)
填写下面空白。
(1)图中标号处需加入的相应物质分别是①
(2)写出①处发生反应的离子方程式
(3)铁红的化学式为
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解答题-实验探究题
|
适中
(0.65)
【推荐3】利用钛白工业的副产品FeSO4(含TiO2+、Al3+)可以生产电池级高纯超微细草酸亚铁。其工艺流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/12/17/1840185558065152/1841621389205504/STEM/a5b49b52192048608a8b9b20d736374b.png?resizew=514)
已知:
①过滤1得到的滤渣的主要成分是Al(OH)3、H2TiO3
②5Fe2+ +MnO4- +8H+ =5Fe3+ +Mn2+ +4H2O 5C2O42- +2MnO4- +16H+ =10CO2↑+2Mn2+ +8H2O
(1)除杂过程中加入Fe的作用是___________________________ 。
(2)沉淀过程的反应温度为40℃,温度不宜过高的原因除了控制沉淀的粒径外,还有_____ 。
(3)实验室测定高纯超微细草酸亚铁组成的步骤依次为:
步骤1:准确称量一定量草酸亚铁样品,加入30 mL 2mol·L-1 的H2SO4溶解。
步骤2:用c mol·L-1标准KMnO4溶液滴定,消耗其体积a mL。
步骤3:向滴定后的溶液中加入3g Zn粉和8 mL 2mol·L-1的H2SO4溶液,将Fe3+还原为Fe2+。
步骤4:过滤,滤液用上述标准KMnO4溶液滴定,消耗溶液b mL。
① KMnO4溶液应该装在_______________ 滴定管中。
② 用KMnO4溶液滴定待测液,达到滴定终点的标志是__________________________________ 。
③ 下列操作会导致测定结果中样品的C2O42- 的物质的量偏大的是____________________
A. 步骤2中,滴定管未用标准KMnO4 溶液润洗
B. 步骤3中加入Zn不足
C. 步骤2中,读标准溶液体积时,先仰视后俯视
D. 步骤4中,读标准溶液体积时,先俯视后仰视
④ 样品中C2O42- 的物质的量为_______________________ 。
(4)将一定量高锰酸钾溶液与酸化的草酸亚铁溶液混合,测得反应液中Mn2+ 的浓度随反应时间t的变化如下图,其变化趋势的原因可能为__________________________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/12/17/1840185558065152/1841621389205504/STEM/a5b49b52192048608a8b9b20d736374b.png?resizew=514)
已知:
①过滤1得到的滤渣的主要成分是Al(OH)3、H2TiO3
②5Fe2+ +MnO4- +8H+ =5Fe3+ +Mn2+ +4H2O 5C2O42- +2MnO4- +16H+ =10CO2↑+2Mn2+ +8H2O
(1)除杂过程中加入Fe的作用是
(2)沉淀过程的反应温度为40℃,温度不宜过高的原因除了控制沉淀的粒径外,还有
(3)实验室测定高纯超微细草酸亚铁组成的步骤依次为:
步骤1:准确称量一定量草酸亚铁样品,加入30 mL 2mol·L-1 的H2SO4溶解。
步骤2:用c mol·L-1标准KMnO4溶液滴定,消耗其体积a mL。
步骤3:向滴定后的溶液中加入3g Zn粉和8 mL 2mol·L-1的H2SO4溶液,将Fe3+还原为Fe2+。
步骤4:过滤,滤液用上述标准KMnO4溶液滴定,消耗溶液b mL。
① KMnO4溶液应该装在
② 用KMnO4溶液滴定待测液,达到滴定终点的标志是
③ 下列操作会导致测定结果中样品的C2O42- 的物质的量偏大的是
A. 步骤2中,滴定管未用标准KMnO4 溶液润洗
B. 步骤3中加入Zn不足
C. 步骤2中,读标准溶液体积时,先仰视后俯视
D. 步骤4中,读标准溶液体积时,先俯视后仰视
④ 样品中C2O42- 的物质的量为
(4)将一定量高锰酸钾溶液与酸化的草酸亚铁溶液混合,测得反应液中Mn2+ 的浓度随反应时间t的变化如下图,其变化趋势的原因可能为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/12/17/1840185558065152/1841621389205504/STEM/a54d516f9430459c8354d3f3711a17ca.png?resizew=196)
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