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1 . 零价铁活化过硫酸盐耦合类芬顿体系可以产生强氧化性的羟基自由基和硫酸根自由基(),被用于氧化降解废水中的抗生素。
(1)该体系中产生自由基的机理如图所示。___________ 。
(2)为探究体系中和降解抗生素的能力,设计了自由基猝灭实验。是和的猝灭剂,能与、快速反应;是的猝灭剂,难和反应。零价铁活化过硫酸盐耦合类芬顿体系处理废水时分别加入上述猝灭剂,抗生素残留率与时间的关系如图所示。①甲醇和反应的原理是拔走了甲醇中的一个H原子,生成一个新的自由基,可能产物的相对能量如图所示,该反应最有可能的方程式为___________ 。②实验Ⅰ加入的猝灭剂甲是___________ 。
③降解抗生素的自由基主要是哪个,简述理由___________ 。
(3)探究(PDS)的物质的量分数对抗生素去除率的影响。在的废水中,PDS和H2O2总浓度为,相同时间内,PDS的物质的量分数与抗生素残留率的关系如图所示。①PDS的物质的量分数从80%降到50%,抗生素残留率降低的原因是___________ 。
②PDS的物质的量分数降到0%时,抗生素残留率升高的原因是___________ 。
(1)该体系中产生自由基的机理如图所示。
①的结构为,的结构式为
(2)为探究体系中和降解抗生素的能力,设计了自由基猝灭实验。是和的猝灭剂,能与、快速反应;是的猝灭剂,难和反应。零价铁活化过硫酸盐耦合类芬顿体系处理废水时分别加入上述猝灭剂,抗生素残留率与时间的关系如图所示。①甲醇和反应的原理是拔走了甲醇中的一个H原子,生成一个新的自由基,可能产物的相对能量如图所示,该反应最有可能的方程式为
③降解抗生素的自由基主要是哪个,简述理由
(3)探究(PDS)的物质的量分数对抗生素去除率的影响。在的废水中,PDS和H2O2总浓度为,相同时间内,PDS的物质的量分数与抗生素残留率的关系如图所示。①PDS的物质的量分数从80%降到50%,抗生素残留率降低的原因是
②PDS的物质的量分数降到0%时,抗生素残留率升高的原因是
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2 . 研发二氧化碳的利用技术具有重要意义。
(1)利用CO2加氢制备CH3OH是人工固碳的途径之一。已知:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+ H2O(g) ΔH2=41 kJ·mol-1
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3= -90 kJ·mol-1
ΔH1=_______ kJ·mol-1;
(2)CO2浓度小于20%时适宜用化学吸附,下列为室温下化学吸附方法之一,化学方程式为Ca(OH)2+H2CO3=CaCO3+2H2O,反应的平衡常数为_______ 。(已知Ka1(H2CO3)=4×10-7,Ka2(H2CO3)=5×10-11,Ksp[Ca(OH)2]=5×10-6,Ksp(CaCO3)=2×10-9)
(3)利用电解法在碱性条件下将CO2还原为CH4和C2H4的原理如下图所示:已知选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表CH4或C2H4)如下:
S(X)=×100% FE(X)=×100%
① 写出碱性条件下CO2生成CH4的电极反应式:_______ 。
②碱性条件下反应一段时间,实验测得CH4、C2H4的选择性及CH4的法拉第效率如下表所示。则C2H4的法拉第效率FE(C2H4)为_______ 。
(4)和在镍基催化作用下重整模型如图所示(已知:*表示催化剂活性位点,表示活性亚甲基)。和在镍基催化作用下发生重整反应的化学方程式为_______ 。该反应在高温下才能自发进行,判断反应焓变_______ (填“大于”“小于”或“等于”)0,判断理由是_______ 。
(1)利用CO2加氢制备CH3OH是人工固碳的途径之一。已知:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+ H2O(g) ΔH2=41 kJ·mol-1
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3= -90 kJ·mol-1
ΔH1=
(2)CO2浓度小于20%时适宜用化学吸附,下列为室温下化学吸附方法之一,化学方程式为Ca(OH)2+H2CO3=CaCO3+2H2O,反应的平衡常数为
(3)利用电解法在碱性条件下将CO2还原为CH4和C2H4的原理如下图所示:已知选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表CH4或C2H4)如下:
S(X)=×100% FE(X)=×100%
① 写出碱性条件下CO2生成CH4的电极反应式:
②碱性条件下反应一段时间,实验测得CH4、C2H4的选择性及CH4的法拉第效率如下表所示。则C2H4的法拉第效率FE(C2H4)为
CH4 | C2H4 | |
S(X) | 2% | 8% |
FE(X) | 12.5% |
(4)和在镍基催化作用下重整模型如图所示(已知:*表示催化剂活性位点,表示活性亚甲基)。和在镍基催化作用下发生重整反应的化学方程式为
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3 . 氢能是应用前景广阔的新能源。
(1)制氢。工业上电解碱性尿素水溶液制氢。
①阳极活性物质Ni(OH)2首先放电生成NiOOH,该过程的电极反应式为___________ 。
②CO(NH2)2吸附在NiOOH上被氧化生成N2.根据电负性规则,CO(NH2)2分子中能被Ni吸附的原子是___________ (填元素符号)。
(2)储氢。部分H2和Mg一定条件下化合生成MgH2以储氢;部分H2和N2在催化剂表面合成氨以储氢,其反应机理的部分过程如图-1所示。①请在答题纸相应“□”中画出中间体X的结构______ 。
②研究发现,使用Ru系催化剂时,N2在催化剂表面的吸附活化是整个反应过程的控速步骤,实际工业生产时,将n(H2)/n(N2)控制在1.8~2.2之间,比理论值3小,其原因是___________ 。
(3)释氢。MgH2可通过热分解和水解两种方法制得H2。相较于热分解,从物质转化和能量利用的角度分析,MgH2水解释氢方法的优点有___________ 。
(4)储氢物质NH3的运用。NH3常用于烟气(主要成分NO、NO2)脱硝。以N2为载气,将含一定量NO、NH3及O2的模拟烟气以一定流速通过装有催化剂CeO2的反应管,研究温度、SO2(g)、H2O(g)对脱硝反应的影响。①如图-2所示,温度高于350℃时,NO转化率下降,推测原因是___________ 。
②如图-3所示,温度高于350℃时,和不含水蒸气的烟气相比,含10%水蒸气的烟气的NO转化率更高,其原因是___________ 。
③实验证明,烟气中含SO2会导致催化剂不可逆的中毒(Ce4+氧化SO2生成SO覆盖在生成的Ce3+表面,阻止了O2氧化Ce3+)。而添加CuO后抗硫能力显著增强,请结合图-4机理,说明抗硫能力增强的原因___________ 。
(1)制氢。工业上电解碱性尿素水溶液制氢。
①阳极活性物质Ni(OH)2首先放电生成NiOOH,该过程的电极反应式为
②CO(NH2)2吸附在NiOOH上被氧化生成N2.根据电负性规则,CO(NH2)2分子中能被Ni吸附的原子是
(2)储氢。部分H2和Mg一定条件下化合生成MgH2以储氢;部分H2和N2在催化剂表面合成氨以储氢,其反应机理的部分过程如图-1所示。①请在答题纸相应“□”中画出中间体X的结构
②研究发现,使用Ru系催化剂时,N2在催化剂表面的吸附活化是整个反应过程的控速步骤,实际工业生产时,将n(H2)/n(N2)控制在1.8~2.2之间,比理论值3小,其原因是
(3)释氢。MgH2可通过热分解和水解两种方法制得H2。相较于热分解,从物质转化和能量利用的角度分析,MgH2水解释氢方法的优点有
(4)储氢物质NH3的运用。NH3常用于烟气(主要成分NO、NO2)脱硝。以N2为载气,将含一定量NO、NH3及O2的模拟烟气以一定流速通过装有催化剂CeO2的反应管,研究温度、SO2(g)、H2O(g)对脱硝反应的影响。①如图-2所示,温度高于350℃时,NO转化率下降,推测原因是
②如图-3所示,温度高于350℃时,和不含水蒸气的烟气相比,含10%水蒸气的烟气的NO转化率更高,其原因是
③实验证明,烟气中含SO2会导致催化剂不可逆的中毒(Ce4+氧化SO2生成SO覆盖在生成的Ce3+表面,阻止了O2氧化Ce3+)。而添加CuO后抗硫能力显著增强,请结合图-4机理,说明抗硫能力增强的原因
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4 . NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
(1)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式:___________ 。
(2)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx,吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式:___________ 。
(3)用NaOH溶液吸收,主要反应为NO+NO2+2OH−=2NO+H2O 、2NO2+2OH−=NO+NO+H2O。吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是___________ (填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是___________ (填化学式)。
(4)用NaClO溶液吸收。其他条件同,NO转化为NO的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图-1所示。①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl−和NO,其离子方程式为___________ 。
②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是___________ 。
(5)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx生成N2。将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图-2)。反应相同时间,NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图-3所示,在50~250 ℃内随温度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是___________ ;当反应温度高于380 ℃时,NOx转化率下降,除因为催化剂活性下降、进入反应器的NOx被还原的量减少外,还有___________ (用化学方程式表示)。
(1)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式:
(2)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx,吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式:
(3)用NaOH溶液吸收,主要反应为NO+NO2+2OH−=2NO+H2O 、2NO2+2OH−=NO+NO+H2O。吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是
(4)用NaClO溶液吸收。其他条件同,NO转化为NO的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图-1所示。①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl−和NO,其离子方程式为
②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是
(5)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx生成N2。将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图-2)。反应相同时间,NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图-3所示,在50~250 ℃内随温度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是
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5 . 乙二胺四乙酸铁钠(化学式)是一种重要补铁剂,某小组以铁屑为原料制备并测定其含量。
已知:①是一种配合物,微溶于乙醇,时水中的溶解度为。
②乙二胺四乙酸(,用表示)是一种弱酸。
Ⅰ.制备
实验室用铁屑制备的主要流程如下:(1)“酸浸”时,下列措施一定能提高铁元素浸出率的是___________
A.升高温度 B.加快搅拌速率 C.缩短浸取时间
(2)向酸浸所得滤液中通入足量,过程中浓度减少的离子有___________ (填离子符号)。
(3)“制备”步骤,向氧化所得的溶液中加入一定量,控制反应温度为,加入溶液调节为5,搅拌,直到溶液中出现少量浑浊。其中发生的反应为。
①从反应后的混合物中获得较高产率的粗品的实验操作是,___________ ,过滤,水洗,干燥。检验是否洗净的试剂是___________
②保持其他条件不变,乙二胺四乙酸铁钠的产率随反应液的变化如图1所示。过低或过高产品产率均减小的主要原因是___________ 。Ⅱ.测定产品的纯度
样品中乙二胺四乙酸铁钠纯度可用标准溶液滴定。原理是在为发生反应:,二甲酚橙作指示剂,滴定终点时溶液由紫红色变黄色。
(4)补充完整实验方案:准确称取样品,溶于一定量的蒸馏水,加入掩蔽剂排除干扰,得到待测溶液,将溶液完全转移到容量瓶中定容;按规定操作分别将标准溶液和待测溶液装入如图2所示的滴定管中:___________ 。
已知:①是一种配合物,微溶于乙醇,时水中的溶解度为。
②乙二胺四乙酸(,用表示)是一种弱酸。
Ⅰ.制备
实验室用铁屑制备的主要流程如下:(1)“酸浸”时,下列措施一定能提高铁元素浸出率的是
A.升高温度 B.加快搅拌速率 C.缩短浸取时间
(2)向酸浸所得滤液中通入足量,过程中浓度减少的离子有
(3)“制备”步骤,向氧化所得的溶液中加入一定量,控制反应温度为,加入溶液调节为5,搅拌,直到溶液中出现少量浑浊。其中发生的反应为。
①从反应后的混合物中获得较高产率的粗品的实验操作是,
②保持其他条件不变,乙二胺四乙酸铁钠的产率随反应液的变化如图1所示。过低或过高产品产率均减小的主要原因是
样品中乙二胺四乙酸铁钠纯度可用标准溶液滴定。原理是在为发生反应:,二甲酚橙作指示剂,滴定终点时溶液由紫红色变黄色。
(4)补充完整实验方案:准确称取样品,溶于一定量的蒸馏水,加入掩蔽剂排除干扰,得到待测溶液,将溶液完全转移到容量瓶中定容;按规定操作分别将标准溶液和待测溶液装入如图2所示的滴定管中:
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6 . 以软锰矿浆(含及少量等)吸收烟气中并制备高纯。
(1)吸收。
①将烟气与软锰矿浆在吸收塔中逆流接触,烟气中的被充分吸收,矿浆中的转化为。写出与发生反应的化学方程式:_______ 。
②脱硫过程中软锰矿浆的和吸收率的变化关系如图所示。随着脱硫的进行,软锰矿浆下降,但15小时前下降缓慢,其主要原因是_______ 。③当脱硫15小时后,吸收率急剧下降。此时加入菱锰矿吸收率又可恢复至以上,其原因是_______ 。
(2)净化。
①过滤脱硫后的软锰矿浆液,用沉淀除去所得滤液中的、Mg2+(浓度小于)。此时应控制溶液中略大于_______ 。(已知: 、,、)
②净化时生成的沉淀晶胞结构如图所示。在晶胞中周围距离最近的形成的空隙构型为_______ 。(3)制备。
①向反应器中加入溶液,控制80℃恒温,搅拌下鼓入空气可制得。写出生成的离子方程式:_______ 。
②实际生产中,常将溶液和氨水并流加入反应器。若加入的氨水量不足,产品中会混入等,其原因是_______ 。
(1)吸收。
①将烟气与软锰矿浆在吸收塔中逆流接触,烟气中的被充分吸收,矿浆中的转化为。写出与发生反应的化学方程式:
②脱硫过程中软锰矿浆的和吸收率的变化关系如图所示。随着脱硫的进行,软锰矿浆下降,但15小时前下降缓慢,其主要原因是
(2)净化。
①过滤脱硫后的软锰矿浆液,用沉淀除去所得滤液中的、Mg2+(浓度小于)。此时应控制溶液中略大于
②净化时生成的沉淀晶胞结构如图所示。在晶胞中周围距离最近的形成的空隙构型为
①向反应器中加入溶液,控制80℃恒温,搅拌下鼓入空气可制得。写出生成的离子方程式:
②实际生产中,常将溶液和氨水并流加入反应器。若加入的氨水量不足,产品中会混入等,其原因是
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2024-05-25更新
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279次组卷
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2卷引用:江苏省苏锡常镇四市2024届高三下学期教学情况调研(二)(二模)化学试题
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7 . 原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步,是化学对人类的一项重大贡献。
(1)现有如下两个反应:A.;B.。上述反应中能设计成原电池的是___________ (填字母)。
(2)将纯锌片和纯铜片按如图甲、乙所示方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:①下列说法正确的是___________ (填字母)。
A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B.乙中铜片上没有明显变化
C.甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少 D.两烧杯中溶液的pH均增大
②在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速度:甲___________ (填“>”、“<”或“=”)乙。
③请写出图中构成原电池的装置负极的电极反应式___________ 。
④当乙中产生11.2L(标准状况)气体时,转移电子为___________ mol。
(1)现有如下两个反应:A.;B.。上述反应中能设计成原电池的是
(2)将纯锌片和纯铜片按如图甲、乙所示方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:①下列说法正确的是
A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B.乙中铜片上没有明显变化
C.甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少 D.两烧杯中溶液的pH均增大
②在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速度:甲
③请写出图中构成原电池的装置负极的电极反应式
④当乙中产生11.2L(标准状况)气体时,转移电子为
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8 . 完成下列问题。
(1)水溶液呈酸性的原因是(用离子方程式表示):________ 。
(2)室温时,的溶液中由水电离出的______ 。
(3)室温时,的Ba(OH)2溶液,________ 。
(4)室温下pH=3的水溶液水电离的c(H+)______ 。
(5)常温下pH=13的溶液与pH=11溶液等体积混合,混合溶液pH=______ 。
(6)常温下0.1的NH3·H2O,pH=11,则Kb=_______ ,常温下0.1的CH3COOH溶液pH=3 ,则Ka=_______ 。
(1)水溶液呈酸性的原因是(用离子方程式表示):
(2)室温时,的溶液中由水电离出的
(3)室温时,的Ba(OH)2溶液,
(4)室温下pH=3的水溶液水电离的c(H+)
(5)常温下pH=13的溶液与pH=11溶液等体积混合,混合溶液pH=
(6)常温下0.1的NH3·H2O,pH=11,则Kb=
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9 . 已知常温下部分弱电解质的电离平衡常数如表:
(1)常温下,pH相同的三种溶液①NaF溶液;②NaClO溶液;③Na2CO3溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序是_______ 。(填序号)
(2)向足量的次氯酸钠中通入少量的二氧化碳的离子方程式_______ 。
(3)室温下,经测定溶液,则_______ (填“>”、“=”、“<”)。
(4)时,将的氨水与的盐酸等体积混合所得溶液中,则溶液显_______ (填“酸”“碱”或“中”)性;用含a的代数式表示的电离平衡常数_______ 。
(5)将含的烟气通入该氨水中,当溶液显中性时,溶液中_______ 。
化学式 | |||||
电离常数 |
(2)向足量的次氯酸钠中通入少量的二氧化碳的离子方程式
(3)室温下,经测定溶液,则
(4)时,将的氨水与的盐酸等体积混合所得溶液中,则溶液显
(5)将含的烟气通入该氨水中,当溶液显中性时,溶液中
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10 . 填空
(1)硅是太阳能电池的重要材料。“精炼硅”反应历程中的能量变化如下图所示:反应I的热化学方程式为_____ 。反应III为_____ (选填“吸热”或“放热”)反应。
(2)在25℃、101kpa下,1g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲烷燃烧的热化学方程式为_____ 。
(3)已知拆开1molH-H键,1molN-H键,1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_____ 。
(1)硅是太阳能电池的重要材料。“精炼硅”反应历程中的能量变化如下图所示:反应I的热化学方程式为
(2)在25℃、101kpa下,1g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲烷燃烧的热化学方程式为
(3)已知拆开1molH-H键,1molN-H键,1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为
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