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题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:113 题号:9191609
工业上利用废镍催化剂(主要成分为Ni,还含有一定量的Zn、Fe、SiO2、CaO)制备草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O)的流程如下:

(1)NiC2O4·2H2O中C的化合价是___。既能加快“酸浸”反应速率又能提高“酸浸”原料利用率的操作措施为___
(2)“滤渣Ⅰ”的主要成分是___
(3)在隔绝空气的条件下,高温煅烧无水NiC2O4得到Ni2O3和两种含碳元素的气体,该反应的化学方程式是___
(4)高能锂离子电池的总反应为2Li+FeS=Fe+Li2S。用该电池作电源电解含镍酸性废水回收Ni的装置如图(图中X、Y为电极,LiPF6·SO(CH3)2为电解质)。

①电极X的反应材料是___(填化学式);中间隔室b可以得到的主要物质Z是___(填化学式)。
②电解总反应的离子方程式为___
已知F=96500C/mol,若电池工作tmin,维持电流强度为I A,理论回收Ni___g(写出计算表达式即可)。

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【推荐1】电化学在工业生产中具有重要作用。
Ⅰ.氯碱工业
如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题,请按要求回答相关问题:

(1)甲池为___________(填“电解池”或“原电池”);丙池中左侧Pt电极作__________极;乙池中X为___________(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。
(2)乙池涉及的总反应的离子方程式为____________________________
(3)丙池右侧Pt电极的电极反应式为______________________
Ⅱ.冶金工业
一种从高炉气回收制储氢物质的综合利用示意图如图所示,请按要求回答相关问题:

(4)某温度下,当吸收池中溶液的时,此时该溶液中__________[已知:该温度下]。
(5)利用电化学原理控制反应条件能将电催化还原为,写出铂电极上生成的电极反应式:________________________;电解过程中还伴随着析氢反应,若生成的电解效率为80%,生成氢气的电解效率为20%,当电路中转移时,阴极室溶液的质量增加_____________g[B的电解效率]。
2023-12-12更新 | 244次组卷
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Ⅰ.二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:CO2(g) + 3H2(g)=CH2OH(g) + H2O(g)
该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①CO2(g) +H2(g)=CO(g) + H2O(g) ΔH1 = +41 kJ·mol-1
②CO (g) + 2H2(g)=CH3OH(g) ΔH2 = -90 kJ·mol-1
(1)总反应的 ΔH=___________kJ·mol-1;若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________(填标号)。

(2)甲醇可作为燃料使用,也可用CH3OH 和O2组合形成质子交换膜燃料电池,其结构示意图如图所示:

①电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,则c电极的反应方程式___________
②下图是一个电化学过程的装置示意图。 已知甲池的总反应式为 2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O

a.甲池是___________(填“原电池”或“电解池”),通入O2的电极作___________极;
b.乙池是___________(填“原电池”或“电解池”),石墨电极为___________极, 电极反应式为___________。乙池中总反应的离子方程式为___________。一段时间后丙池___________极(填“阴极”或“阳极”)附近有白色浑浊出现。
c. 当乙池中Ag极的质量增加5.40 g时, 甲池中理论上消耗O₂___________mL(标准状况)。
(3)回收并利用CO₂一直是科研人员研究的热点。2021年,中科院天津工业生物技术研究所成果“无细胞化学酶系统催化CO₂合成淀粉”在国际学术期刊《自然》上发表。其中一步核心反应如图所示,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.反应①中消耗44gCO2, 转移电子数为6NA
B.反应③中 cat为催化剂,实验室常用MnO2催化该反应
C.30g HCHO与DHA 的混合物中所含氧原子数为2 NA
D.淀粉与纤维素的分子式相同,但不互为同分异构体
(4)利用两种金属催化剂,在水溶液体系中将CO2分别转化为CO和 HCOOH的反应过程示意图如图:

下列说法正确的是___________
A.在转化为CO 的路径中,只涉及碳氧键的断裂和氧氢键的形成
B.在转化为HCOOH的路径中,CO2被氧化为HCOOH
C.两个转化路径均有非极性键的形成
D.上述反应过程说明催化剂具有选择性
(5)CO用于处理大气污染物 N2O 的反应为 CO(g)+N2O(g)=CO2(g)+N2(g)。在Zn⁺作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。
   
总反应:CO(g)+N2O(g)=CO2(g)+N2(g) ΔH=______kJ/mol;该总反应的决速步是反应___________(填“①”或“②”)。
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【推荐3】绿色电源“直接二甲醚()燃料电池”的工作原理示意图如图所示:

(1)正极为_______电极(填“A”或“B”),移动方向为_______(填“由A到B”或“由B到A”),写出A电极的电极反应式:_______
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(3)—空气电池是目前储电能力最高的电池。以—空气电池为电源,用惰性电极电解硫酸铜溶液如图所示,该电池工作时的反应为极发生的电极反应为_______

当外电路中通过0.04 mol电子时,B装置内共收集到0.448 L气体(标准状况),若B装置内的液体体积为200 mL(电解前后溶液体积不变),则电解前溶液的物质的量浓度是_______?(写出计算过程)
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