某工厂废弃的钒渣中主要含V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等,现从该钒渣回收V2O5的工艺流程示意图如下:
(已知:沉淀为(NH4)2V6O16,全钒液流储能电池是利用不同价态离子对氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置,②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂)。
R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)
2RAn(有机层) + nH2SO4(水层)
回答下列问题:
(1)(NH4)2V6O16中钒(V)的化合价为__________ ,①中产生的废渣的主要成分是_________ 。
(2)工艺中反萃取所用的X试剂为__________ 。
(3)为提高②中萃取效率,应采取的措施是________________________ 。
(4)请完成④中的反应离子方程式:
________________________________
(5)成品V2O5可通过铝热反应来制取金属钒,写出该反应的化学方程式:_______________ 。
(6)将两个全钒液流储能电池串联后作为电源,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,装置如下:
b为电解池的______ 极,全钒液流储能电池正极的电极反应式为____________________ ;
若通过消毒液发生器的电子为0.2 mol,则消毒液发生器中理论上最多能产生__ gNaClO。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/14/4783dab0-2781-4c69-9b1b-3efff711a31e.png?resizew=612)
(已知:沉淀为(NH4)2V6O16,全钒液流储能电池是利用不同价态离子对氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置,②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂)。
R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
回答下列问题:
(1)(NH4)2V6O16中钒(V)的化合价为
(2)工艺中反萃取所用的X试剂为
(3)为提高②中萃取效率,应采取的措施是
(4)请完成④中的反应离子方程式:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/14/fbade53b-54ab-4796-bcd3-63f99a2d8dec.png?resizew=504)
(5)成品V2O5可通过铝热反应来制取金属钒,写出该反应的化学方程式:
(6)将两个全钒液流储能电池串联后作为电源,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,装置如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/14/c7db18a1-9532-4772-9f42-8dfad00e2589.png?resizew=505)
b为电解池的
若通过消毒液发生器的电子为0.2 mol,则消毒液发生器中理论上最多能产生
更新时间:2016-12-09 07:39:54
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困难
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解题方法
【推荐1】研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源,解决当前应用最广泛的碳 源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机,同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应,实现CO2的良性循环。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_____________ 。
a.容器中压强不变
b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH)
d.容器中密度不变
e.2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂。
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
①实验2条件下平衡常数K=___________ 。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a/b 的值______ (填具体值或取值范围)。
③实验4,若900℃时,在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1mol,则此时V正__ V逆(填“<”,“>”,“=”)。
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol
②2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:___________________________ 。
(4)已知草酸是一种二元弱酸,草酸氢钠(NaHC2O4)溶液显酸性。常温下,向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时,比较溶液中各种离子浓度的大小关系______________ ;
(5)以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。该电池的负极反应式为________ ;
(1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。能判断该反应达到化学平衡状态的依据是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/6/76f8cfdd-06dd-4f1a-9cb3-eedaebc17701.png?resizew=276)
a.容器中压强不变
b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH)
d.容器中密度不变
e.2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂。
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应
CO(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
实验组 | 温度℃ | 起始量/mol[ | 平衡量/mol | 达到平衡所需 时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a/b 的值
③实验4,若900℃时,在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1mol,则此时V正
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol
②2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
(4)已知草酸是一种二元弱酸,草酸氢钠(NaHC2O4)溶液显酸性。常温下,向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时,比较溶液中各种离子浓度的大小关系
(5)以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。该电池的负极反应式为
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解答题-原理综合题
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困难
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【推荐2】对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施之一。请回答以下问题:
(1)硫酸工厂的酸性废水中砷(As)元素(主要以弱酸H3AsO3形式存在)含量极高,为控制砷的排放,某工厂采用化学沉降法处理含砷废水。
①已知砷是氮的同族元素,比氮原子多2个电子层,砷在元素周期表的位置为_______________ ,AsH3的稳定性比NH3的稳定性 ____________ (填“强’’或“弱’’);
②工业上采用硫化法(通常用硫化钠)去除废水中的砷,生成难溶的三硫化二砷,该反应的离子方程式为___________________ ;
(2)砷的常见氧化物有As2O3和As2O5,其中As2O5热稳定性差。根据下图写出As2O5分解为As2O3的热化学方程式:_______________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/6/cc8716da-977c-4bbe-a728-f4573bc9b269.png?resizew=338)
(3)砷酸盐可发生如下反应:
+2I﹣+2H+![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
+I2+H2O。下图装置中,C1、C2是石墨电极。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/6/fe477d56-1b83-4c6f-a47b-5cf1984139da.png?resizew=195)
①A中盛有棕色的KI和I2的混合溶液,B中盛有无色的Na3AsO4和Na3AsO3的混合溶液,当连接开关K,并向B中滴加浓盐酸时发现灵敏电流计G的指针向右偏转。此时C2上发生的电极反应是_________ 。
②该电池工作时,当外电路转移4NA e- 时生成________ mol I2。
(4)利用(3)中反应可测定含As2O3和As2O5的试样中的各组分含量(所含杂质对测定无影响),过程如下:
①将试样溶于NaOH溶液,得到含
和
的混合溶液。已知:As2O3与NaOH溶液反应生成
,则As2O5与NaOH溶液反应的离子方程式是________________________________ ;
②上述混合液用0.02500 mol·L-1的I2溶液滴定,消耗I2溶液20.00 mL。滴定完毕后,使溶液呈酸性,加入过量的KI,析出的I2又用0.1000 mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定,消耗Na2S2O3溶液30.00 mL。( 已知2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI ,MAs =75)试样中As2O5的质量是____________ g。
(1)硫酸工厂的酸性废水中砷(As)元素(主要以弱酸H3AsO3形式存在)含量极高,为控制砷的排放,某工厂采用化学沉降法处理含砷废水。
①已知砷是氮的同族元素,比氮原子多2个电子层,砷在元素周期表的位置为
②工业上采用硫化法(通常用硫化钠)去除废水中的砷,生成难溶的三硫化二砷,该反应的离子方程式为
(2)砷的常见氧化物有As2O3和As2O5,其中As2O5热稳定性差。根据下图写出As2O5分解为As2O3的热化学方程式:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/6/cc8716da-977c-4bbe-a728-f4573bc9b269.png?resizew=338)
(3)砷酸盐可发生如下反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eac7cd0e2240a0fbc232c395b3fffef8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1fa85fe888ee111b0236accbc73ceae4.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/6/fe477d56-1b83-4c6f-a47b-5cf1984139da.png?resizew=195)
①A中盛有棕色的KI和I2的混合溶液,B中盛有无色的Na3AsO4和Na3AsO3的混合溶液,当连接开关K,并向B中滴加浓盐酸时发现灵敏电流计G的指针向右偏转。此时C2上发生的电极反应是
②该电池工作时,当外电路转移4NA e- 时生成
(4)利用(3)中反应可测定含As2O3和As2O5的试样中的各组分含量(所含杂质对测定无影响),过程如下:
①将试样溶于NaOH溶液,得到含
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eac7cd0e2240a0fbc232c395b3fffef8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1fa85fe888ee111b0236accbc73ceae4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1fa85fe888ee111b0236accbc73ceae4.png)
②上述混合液用0.02500 mol·L-1的I2溶液滴定,消耗I2溶液20.00 mL。滴定完毕后,使溶液呈酸性,加入过量的KI,析出的I2又用0.1000 mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定,消耗Na2S2O3溶液30.00 mL。( 已知2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI ,MAs =75)试样中As2O5的质量是
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(0.15)
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解题方法
【推荐3】
、
为重要化工原料,常用于合成重要化合物。
Ⅰ.以
、
为原料合成
涉及的反应如下:
ⅰ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f861efd03e307771499251dda17f58e.png)
ⅱ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/201601ff3038b5fd88930cfc594a8430.png)
ⅲ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a95d800b889e9e22aa00ec16b7f0a794.png)
回答下列问题:
(1)
为分压平衡常数,各反应的
随
的变化如图所示。![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/27d3d85459fd9f18216c493e244e9d77.png)
_______
,其对应的曲线为_______ (填“a”或“c”)。
(2)在5MPa下,按照
投料,平衡时,CO和
在含碳产物中物质的量分数及
的转化率随温度的变化如图:
的曲线为_______ (填“m”或“n”)。
②解释150~250℃范围内
转化率随温度升高而降低的原因_______ 。
③下列说法错误的是_______ (填字母)。
A.
的平衡转化率始终低于
的
B.温度越低,越有利于工业生产![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
C.加入选择性高的催化剂,可提高
的平衡转化率
D.150-400℃范围内,温度升高,
的平衡产量先减小后增大
④270℃时CO的分压为_______ ,反应ⅱ的平衡常数为_______ (列出算式)。
Ⅱ.
超干重整
得到的CO经偶联反应可制得
(草酸)。
(3)在水溶液中
、
和
物质的量分数与pH关系如图所示,则c点溶液![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8c24d130ec9342588aea315810eea372.png)
_______ 。
电池(工作原理如下图所示)能有效地将
转化成化工原料草酸铝![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06c74386d2681ed912c7d581bd084404.png)
(草酸根)正极反应过程中,
起催化作用,催化过程可表示为:①
②……
(4)写出反应②的方程式_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
Ⅰ.以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
ⅰ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/744d928aebdcb575c34a4fd1b128d1e9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f861efd03e307771499251dda17f58e.png)
ⅱ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6b187f3945fb0359cb113ad38e6580f7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/201601ff3038b5fd88930cfc594a8430.png)
ⅲ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e03ad98dd0edc548aebc7f4edfe8748c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a95d800b889e9e22aa00ec16b7f0a794.png)
回答下列问题:
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/396c013bd382feaba93f6678f23c58cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4079003d1292898e98f11669dc3edce.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/27d3d85459fd9f18216c493e244e9d77.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)在5MPa下,按照
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b38ed68b2d35a1906901229010d25073.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
②解释150~250℃范围内
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
③下列说法错误的是
A.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
B.温度越低,越有利于工业生产
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
C.加入选择性高的催化剂,可提高
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
D.150-400℃范围内,温度升高,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/98183b7becdd0efb6fe8f57cdcbce983.png)
④270℃时CO的分压为
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a41aa3d56362ace480142672bc10a143.png)
(3)在水溶液中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c43d8725c703cd0da3353a6e624ce29.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b8972b7c20f8465789504fde55dd4b5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96db9971a17710ecd9120a879d89cbfd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8c24d130ec9342588aea315810eea372.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4309cded34e137d092c8ce4d43b9b69.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06c74386d2681ed912c7d581bd084404.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9cfd3f4b84a811401059ac27b06890be.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eb817c165879d79261a38cb5f666d5ca.png)
(4)写出反应②的方程式
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解答题-原理综合题
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困难
(0.15)
解题方法
【推荐1】I、离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,由有机阳离子、Al2Cl7—和AlCl4—组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。
(1)钢制品应接电源的_______ 极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为________ 。若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为___ 。
(2)为测定镀层厚度,用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层,当反应转移6 mol电子时,所得还原产物的物质的量为__________ mol。
(3)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有_________________ 。
a.KCl b.KClO3 c.MnO2 d.Mg
取少量铝热反应所得到的固体混合物,将其溶于足量稀H2SO4,滴加KSCN溶液无明显现象,______ (填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3,理由是___________ (用离子方程式说明)。
II、燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。
(4)美国Simons等科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法,其装置为用铂作为电极,加入电解质溶液中,其电池反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O
写出该燃料电池的正极反应式_________________________________________________________
(5)以天然气(假设杂质不参与反应)为原料的燃料电池示意图如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/1/28/1576169237176320/1576169237741568/STEM/2801444b1c074b54acf5d4014888fb36.png?resizew=118)
①放电时,负极的电极反应式为:_____________________________
②假设装置中盛装100.0 mL 3.0 mol·L—1KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下体积为8960 mL。放电完毕后,电解质溶液中各离子浓度的大小关系为:________________________
(1)钢制品应接电源的
(2)为测定镀层厚度,用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层,当反应转移6 mol电子时,所得还原产物的物质的量为
(3)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有
a.KCl b.KClO3 c.MnO2 d.Mg
取少量铝热反应所得到的固体混合物,将其溶于足量稀H2SO4,滴加KSCN溶液无明显现象,
II、燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。
(4)美国Simons等科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法,其装置为用铂作为电极,加入电解质溶液中,其电池反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O
写出该燃料电池的正极反应式
(5)以天然气(假设杂质不参与反应)为原料的燃料电池示意图如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/1/28/1576169237176320/1576169237741568/STEM/2801444b1c074b54acf5d4014888fb36.png?resizew=118)
①放电时,负极的电极反应式为:
②假设装置中盛装100.0 mL 3.0 mol·L—1KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下体积为8960 mL。放电完毕后,电解质溶液中各离子浓度的大小关系为:
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【推荐2】工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,Fe2O3等)提取Al2O3作冶炼铝的原料,由熔盐电解法获得的粗铝中含一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下图所示:
(已知:NaCl熔点为801℃;AlCl3在181℃升华)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/1/20/1576168119828480/1576168120082432/STEM/fa61624464f14ecfa9f7d5c95e9e8cd4.png?resizew=515)
(1)赤泥中的主要成分是______ (化学式);向滤液中通入过量CO2所发生反应的离子方程式为_________ 。
(2)精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,则铝和氧化铁反应的化学方程式为____________ 。
(3)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮而除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有______ 。固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在________ 。
(4)镀铝电解池中,金属铝为阳极,熔融盐电镀液中铝元素主要以AlCl4-形式存在,则阳极的电极反应式为_____________ 。
(5)钢材镀铝后,抗腐蚀性能会大大增强,其原因是_____________ 。
(已知:NaCl熔点为801℃;AlCl3在181℃升华)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/1/20/1576168119828480/1576168120082432/STEM/fa61624464f14ecfa9f7d5c95e9e8cd4.png?resizew=515)
(1)赤泥中的主要成分是
(2)精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,则铝和氧化铁反应的化学方程式为
(3)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮而除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有
(4)镀铝电解池中,金属铝为阳极,熔融盐电镀液中铝元素主要以AlCl4-形式存在,则阳极的电极反应式为
(5)钢材镀铝后,抗腐蚀性能会大大增强,其原因是
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解答题-实验探究题
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困难
(0.15)
名校
【推荐3】某化学兴趣小组用下图所示装置进行电化学原理的实验探究,回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/3/16/1576289372102656/1576289372512256/STEM/877ee7d883f045848e4a3e4ad160ce4d.png?resizew=166)
(1)通O2的Pt电极为电池_________ 极(填电极名称),其电极反应式为_____________ 。
(2)若B电池为电镀池,目的是在某镀件上镀一层银,则X电极材料为________ ,电解质溶液为_________ 。
(3)若B电池为精炼铜,且粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质,在_________ 电极(填“X”或“Y”)周围有固体沉积,沉积固体的成分为__________ 。
(4)若X、Y均为Pt,B电池的电解质溶液为500 mL 1.0mol/L的NaCl溶液,当电池工作一段时间断开电源K,Y电极有560mL(标准状况)无色气体生成(假设电极产生气体完全溢出,溶液体积不变)。恢复到常温下,B电池溶液的pH=__________ ,要使该溶液恢复到原来的状态,需加入_________ (填物质并注明物质的量)。
(5)若X、Y均是铜,电解质溶液为NaOH溶液,电池工作一段时间,X极附近生成砖红色沉淀,查阅资料得知是Cu2O,试写出该电极发生的电极反应式为______________ 。
(6)若X、Y均是Pt,电解质溶液为饱和Na2SO4溶液,通电一段时间后,在阴极上逸出c mol气体,同时有N g Na2SO4•10H2O 晶体析出,若温度不变,此时剩余溶液的溶质的质量分数为_________________ 。
(学法题)通过以上题目,请总结书写电极反应式的关键___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/3/16/1576289372102656/1576289372512256/STEM/877ee7d883f045848e4a3e4ad160ce4d.png?resizew=166)
(1)通O2的Pt电极为电池
(2)若B电池为电镀池,目的是在某镀件上镀一层银,则X电极材料为
(3)若B电池为精炼铜,且粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质,在
(4)若X、Y均为Pt,B电池的电解质溶液为500 mL 1.0mol/L的NaCl溶液,当电池工作一段时间断开电源K,Y电极有560mL(标准状况)无色气体生成(假设电极产生气体完全溢出,溶液体积不变)。恢复到常温下,B电池溶液的pH=
(5)若X、Y均是铜,电解质溶液为NaOH溶液,电池工作一段时间,X极附近生成砖红色沉淀,查阅资料得知是Cu2O,试写出该电极发生的电极反应式为
(6)若X、Y均是Pt,电解质溶液为饱和Na2SO4溶液,通电一段时间后,在阴极上逸出c mol气体,同时有N g Na2SO4•10H2O 晶体析出,若温度不变,此时剩余溶液的溶质的质量分数为
(学法题)通过以上题目,请总结书写电极反应式的关键
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解答题-工业流程题
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困难
(0.15)
解题方法
【推荐1】铍是航天航空、火箭导弹和原子能工业不可替代的材料,有“超级金属”之称。某厂以硅铍石(主要含有
,还有少量
)为原料提取铍,具体流程如图。
为两性氢氧化物,在强碱溶液中以
的形式存在;
②氯化铍在熔融态时较难电离;
③
为离子化合物,熔点为
,等物质的量的
和
的固体混合物在
即可熔化;
④不同金属离子在
中的溶解性如表所示:
(1)“滤渣”的主要成分为_______ (填化学式)。
(2)“萃取分液”除去的离子主要是_______ 。若铍的萃取按如下反应式进行:
,则“反萃取”时要加入足量
溶液,发生的主要反应的化学方程式为_______ 。
(3)“煮沸”时,发生反应的离子方程式为_______ 。
(4)写出高温条件下“转化”的化学方程式:_______ 。
(5)“电解”制铍时,加入与
等物质的量的
的作用是_______ ,不用电解
的方法制金属铍的原因是_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/528cafd14a5eb8b0d2a40430abe2e14b.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4466b3bbb91aa0d54bc1fc49e018cf05.png)
②氯化铍在熔融态时较难电离;
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/38962fc3acfc19137262d3175055b2d2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d668da7bddb6ed48d3b7210f069c6da5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e199cac631f8a41f554fc592aad6fc28.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/24a7a58438b831b6a45a9874adce1055.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b2fe45467347d2841274525473816fae.png)
④不同金属离子在
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金属离子 | ||||
| 易溶 | 难溶 | 微溶 | 微溶 |
(1)“滤渣”的主要成分为
(2)“萃取分液”除去的离子主要是
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(3)“煮沸”时,发生反应的离子方程式为
(4)写出高温条件下“转化”的化学方程式:
(5)“电解”制铍时,加入与
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解答题-工业流程题
|
困难
(0.15)
【推荐2】碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料。工业上可用酸性刻蚀废液(主要成分有Cu2+、Fe2+、Fe3+、H +、Cl-)制备,其制备过程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/7/20/1576204272492544/1576204272893952/STEM/fd6904d4f2df4950ad04c38aaed2bafe.png?resizew=494)
Cu2+、Fe2+、Fe3+生成沉淀的pH如下:
(1)氯酸钠的作用是____________ ;滤渣的主要成分是______________ (写化学式)。
(2)调节反应A后溶液的pH范围应为_____ 。可以选择的试剂是_____ (填序号)。
a.氨水 b.稀硫酸 c.氢氧化钠 d.碳酸铜
(3)反应B的温度如过高,则所得蓝绿色产品中可能会出现的杂质是______ (写化学式)。
(4)过滤得到的产品洗涤时,如何判断产品已经洗净?____________________ 。
(5)将Na2CO3溶液滴入到一定量CuCl2溶液中得到沉淀。
① 若沉淀只有CuCO3,则相应的离子方程式为____________________ 。
② 若沉淀只有Cu(OH)2,用相应的离子方程式表示其过程_________________ 。
③ 若生成Cu(OH)2和CuCO3的混合物(即碱式盐)。则说明________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/7/20/1576204272492544/1576204272893952/STEM/fd6904d4f2df4950ad04c38aaed2bafe.png?resizew=494)
Cu2+、Fe2+、Fe3+生成沉淀的pH如下:
物质 | Cu(OH)2 | Fe (OH)2 | Fe (OH)3 |
开始沉淀pH | 4.2 | 5.8 | 1.2 |
完全沉淀pH | 6.7 | 8.3 | 3.2 |
(2)调节反应A后溶液的pH范围应为
a.氨水 b.稀硫酸 c.氢氧化钠 d.碳酸铜
(3)反应B的温度如过高,则所得蓝绿色产品中可能会出现的杂质是
(4)过滤得到的产品洗涤时,如何判断产品已经洗净?
(5)将Na2CO3溶液滴入到一定量CuCl2溶液中得到沉淀。
① 若沉淀只有CuCO3,则相应的离子方程式为
② 若沉淀只有Cu(OH)2,用相应的离子方程式表示其过程
③ 若生成Cu(OH)2和CuCO3的混合物(即碱式盐)。则说明
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解答题-工业流程题
|
困难
(0.15)
名校
解题方法
【推荐3】纳米氧化锌可作为一些催化剂的载体,二氧化锰也常作催化剂、氧化剂与去极化剂,用途非常广泛。工业上由软锰矿(主要成分为MnO2)与锌精矿(主要成分为ZnS)酸性共溶法制备MnO2,及纳米ZnO,工艺流程如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/13/795b4fe0-a32c-4e54-b883-c5f36f8f5945.png?resizew=444)
已知:P5O7(酸性磷酸酯)可作萃取剂分离锌、锰离子,它是一种不溶于水的淡黄色透明油状液体,属于酸性萃取剂。
请回答下列问题:
(1)为了提高酸浸效果,可采取的措施有____ 。(答出一条即可)
(2)写出步骤①酸浸时ZnS与MnO2发生的主要反应的离子方程式:____ 。(无单质硫生成),若软锰矿的比例较低,可能产生的后果是____ 。
(3)实验室完成步骤③所用到的主要玻璃仪器是____ (填写名称)。
(4)完成步骤④中发生反应的离子方程式:____ 。
(5)经⑤所得水相再经过____ 过滤等操作得到ZnSO4•7H2O。
已知:①工业条件下,部分金属阳离子Mn+开始沉淀和完全沉淀时的pH值如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/13/00e0e5fe-9aab-4012-9b96-48dc0e1dbd76.png?resizew=402)
②相关常数:Ksp(ZnS)=2.1×10-22,Ka1(H2S)=1.0×10-7,Ka2(H2S)=7.0×10-15,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5。
制得ZnSO4•7H2O后最终残留的酸性废液中含有ZnSO4,除去酸性废液中Zn2+的方法是:在酸性废液中加入一定量CH3COONa后,再通入H2S生成ZnS沉淀。处理后的溶液中部分微粒浓度为:
测:处理后的溶液中c(Zn2+)=____ mol•L-1。
(6)ZnSO4•7H2O产品的纯度可用配位滴定法测定。下列关于滴定分析,正确的是____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/13/795b4fe0-a32c-4e54-b883-c5f36f8f5945.png?resizew=444)
已知:P5O7(酸性磷酸酯)可作萃取剂分离锌、锰离子,它是一种不溶于水的淡黄色透明油状液体,属于酸性萃取剂。
请回答下列问题:
(1)为了提高酸浸效果,可采取的措施有
(2)写出步骤①酸浸时ZnS与MnO2发生的主要反应的离子方程式:
(3)实验室完成步骤③所用到的主要玻璃仪器是
(4)完成步骤④中发生反应的离子方程式:
(5)经⑤所得水相再经过
已知:①工业条件下,部分金属阳离子Mn+开始沉淀和完全沉淀时的pH值如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/13/00e0e5fe-9aab-4012-9b96-48dc0e1dbd76.png?resizew=402)
②相关常数:Ksp(ZnS)=2.1×10-22,Ka1(H2S)=1.0×10-7,Ka2(H2S)=7.0×10-15,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5。
制得ZnSO4•7H2O后最终残留的酸性废液中含有ZnSO4,除去酸性废液中Zn2+的方法是:在酸性废液中加入一定量CH3COONa后,再通入H2S生成ZnS沉淀。处理后的溶液中部分微粒浓度为:
微粒 | H2S | CH3COOH | CH3COO- |
浓度(mol•L-1) | 0.10 | 0.10 | 0.18 |
(6)ZnSO4•7H2O产品的纯度可用配位滴定法测定。下列关于滴定分析,正确的是
A.滴定前,锥形瓶和滴定管均须用标准溶液润洗 |
B.将标准溶液装入滴定管时,应借助烧杯或漏斗等玻璃仪器转移 |
C.滴定时,通常用左手控制旋塞滴加溶液,右手摇动锥形瓶,使溶液向同一方向旋转 |
D.滴定前滴定管尖嘴内无气泡,滴定后尖嘴内有气泡,则测得的体积比实际消耗的小 |
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解答题-原理综合题
|
困难
(0.15)
【推荐1】
、
、
等均可作锂离子电池的电极材料。
(1)
电极。将
、
与
溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经
真空干燥、高温成型,制得电池的正极材料
。
①投料时,先将
与___________ 直接混合,再向其中加入另一种溶液。
②共沉淀的化学方程式为___________ 。
③高温成型前,常向
中加入少量活性炭黑,其作用是___________ 。
(2)
电极。层状
晶体与石墨晶体结构类似,将
嵌入层状
充电后得到的
可作电池负极。
①该负极放电时的电极反应式为___________ 。
②结合原子结构分析,
能嵌入
层间可能的原因是___________ 。
(3)
电极。从废锂电池正极材料
回收
、
等金属路线如下:___________ 。
②
空气中加热时,固体残留率随温度的变化如图所示。已知
以上,
已完全脱水,在
范围内,剩余固体成分为___________ 。(写出计算过程)。
,“沉锂”时使用饱和
的目的是___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c2a412094cb41f61d0897dcb799de248.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9080073c43c27fa556d6232593cd83c4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dd7c3b9e23d299dca3340858b5b3dbd0.png)
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c2a412094cb41f61d0897dcb799de248.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/192909fdb03894f6a8326d5f0d5da5c6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b63833891ae3826b1810db990b3ffddd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3d41aac127e9d4d596c24a2bdfdf0367.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4cd050a9a75ad54ffdbc140d71ace698.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c2a412094cb41f61d0897dcb799de248.png)
①投料时,先将
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②共沉淀的化学方程式为
③高温成型前,常向
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(2)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/844266b26f1e8c950aaaf65fb525849f.png)
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①该负极放电时的电极反应式为
②结合原子结构分析,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/26e584eee3da3c737f9ecce2800ebec5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/844266b26f1e8c950aaaf65fb525849f.png)
(3)
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②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6ffe423a7ab558ba4e14d3ec496a1e37.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8bfb15f9273ff8f1ecbb2bd8442716fe.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6ffe423a7ab558ba4e14d3ec496a1e37.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3894807882012d0ddf3c7a4ec4c5065d.png)
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解答题-原理综合题
|
困难
(0.15)
解题方法
【推荐2】镍在工业生产中有重要作用,以粗氧化镍(主要含
、
、Fe2O3等)为原料制备纯镍的流程示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/15/2f8d49f5-cd33-4724-8117-706efb87377f.png?resizew=419)
(1)已知C与CO的燃烧热分别为
、
,则反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/420985a3113519a351be4b6958166084.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bc014c7ce8f8eb38c495638ff15528a5.png)
________
。
(2)碱洗过程中发生反应的离子方程式为________ 。
(3)羰化反应为
。在初始温度相同、体积均为1 L的三个密闭容器中分别进行该反应,控制不同条件,反应过程中部分数据见下表:
①反应Ⅰ在该温度下的平衡常数K=________ (含x的表达式表示,不考虑单位)。
②下列不能说明反应Ⅲ达到平衡状态的是________ 。
a、平衡常数K不再改变 b.Ni的质量不再改变
c.
d.容器内的压强不再改变
③比较平衡时下列物理量的大小:CO的体积分数Ⅰ________ Ⅱ;
的浓度Ⅰ________ Ⅲ(填“>”、“<”或“=”)
(4)羰化后的产物为
、
、
,有关性质如下表。蒸馏提取
应选择的适宜温度范围是________ 。
(5)采用较高温度下分解
制取镍。实验证明在一定范围内温度越高,镍中含碳量越高,结合平衡移动原理解释原因:________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/da061d631f267f55733d07f8dea0ad94.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c35f2c94e06a258857f3cce9a8177633.png)
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(1)已知C与CO的燃烧热分别为
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/24cde03068deb44bd00e929884761b9d.png)
(2)碱洗过程中发生反应的离子方程式为
(3)羰化反应为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5d37d7ef14ce5670c2e2bfdf0c78a3c.png)
反应时间 | CO | |||
反应Ⅰ:恒温恒容 | 0 min | 足量 | 4 mol | 0 |
x mol | ||||
反应Ⅱ:恒温恒压 | 0 min | 足量 | 4 mol | 0 |
反应Ⅲ:绝热恒容 | 0 min | 0 | 0 | 1 mol |
②下列不能说明反应Ⅲ达到平衡状态的是
a、平衡常数K不再改变 b.Ni的质量不再改变
c.
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③比较平衡时下列物理量的大小:CO的体积分数Ⅰ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b87931a7c575fb4ffc19cb834cac404.png)
(4)羰化后的产物为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cd605961af51e534edce4fbad3f48b7d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2f28a8ed68a2f317b329ec3b9d9a24ad.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3db07e279f9004fea5c55e7c7fc65bed.png)
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物质 | |||
沸点/℃ | 106 | 43.2 | 52 |
熔点/℃ | 31 | ||
分解温度/℃ | 135 | — |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2f28a8ed68a2f317b329ec3b9d9a24ad.png)
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解答题-工业流程题
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困难
(0.15)
解题方法
【推荐3】以软锰矿粉(主要含有MnO2,还含有少量的Fe2O3、Al2O3等杂质)为原料制备高纯MnO2的流程如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/11/8c6477cb-5864-4555-bfb4-68c4181102bd.png?resizew=726)
已知:①常温下,Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=4.0×10-34。
②常温下,氢氧化物沉淀的条件:Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分别为4.6、3.4;Mn2+开始沉淀的pH为8.1。
③常温下,当溶液中金属离子的物质的量浓度小于或等于1×10-5 mol·L-1时,可视为该金属离子已被沉淀完全。
(1)“酸浸”实验中,锰的浸出率结果如下图所示。由图可知,软锰矿粉酸浸的适宜条件是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/12/f8acbb1d-1091-4d1b-a2bb-00e6f92f74d3.png?resizew=620)
(2)酸浸后,锰主要以Mn2+的形式存在,写出相应的离子方程式___________
。
(3)若氧化后c(Al3+)=0.02 mol/L,加入氨水(设溶液体积增加1倍),使Fe3+完全沉淀,此时是否有Al(OH)3沉淀生成?___________ (列式计算);想要达到实验目的,加入氨水应调节pH的范围为___________ 。
(4)加入碳酸氢铵产生沉淀的过程称为“沉锰”,“过滤II”所得滤渣为MnCO3。
①“沉锰”过程中放出CO2,反应的离子方程式为___________ 。
②“沉锰”过程中沉锰速率与温度的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/12/ebe10a2c-a054-455c-8b24-c0bd12951ca2.png?resizew=201)
当温度高于60℃时,沉锰速率随着温度升高而减慢的原因是___________ 。
(5)写出焙烧过程的化学方程式___________ 。
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已知:①常温下,Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=4.0×10-34。
②常温下,氢氧化物沉淀的条件:Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分别为4.6、3.4;Mn2+开始沉淀的pH为8.1。
③常温下,当溶液中金属离子的物质的量浓度小于或等于1×10-5 mol·L-1时,可视为该金属离子已被沉淀完全。
(1)“酸浸”实验中,锰的浸出率结果如下图所示。由图可知,软锰矿粉酸浸的适宜条件是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/12/f8acbb1d-1091-4d1b-a2bb-00e6f92f74d3.png?resizew=620)
(2)酸浸后,锰主要以Mn2+的形式存在,写出相应的离子方程式
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/12/2676218181795840/2676524922781696/STEM/d5bb875018c943b6921a2eebab7e217d.png?resizew=27)
(3)若氧化后c(Al3+)=0.02 mol/L,加入氨水(设溶液体积增加1倍),使Fe3+完全沉淀,此时是否有Al(OH)3沉淀生成?
(4)加入碳酸氢铵产生沉淀的过程称为“沉锰”,“过滤II”所得滤渣为MnCO3。
①“沉锰”过程中放出CO2,反应的离子方程式为
②“沉锰”过程中沉锰速率与温度的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/12/ebe10a2c-a054-455c-8b24-c0bd12951ca2.png?resizew=201)
当温度高于60℃时,沉锰速率随着温度升高而减慢的原因是
(5)写出焙烧过程的化学方程式
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