解题方法
1 . 丙烯是重要的有机化合物,具有广泛应用。
Ⅰ.工业上以苯和丙烯为原料合成聚碳酸酯的生产原理如下。
(1)丙酮与水互溶的原因是______ 。
(2)反应②的原子利用率为100%,加入的氧化剂是______ (填分子式)。
(3)蒸馏分离丙酮、苯酚前,需要除去剩余硫酸,最适宜选择______ (选填序号)。
A.NaOH B. C.
(4)E的分子式为,则其结构简式为______ 。
Ⅱ.开发新型高效、无毒的催化剂,以丙烯为还原剂脱硝除去NO。
(5)对Mn基催化剂分别添加Ce、Co助剂进行催化剂性能测试后,得到NO的转化率、的选择性随温度变化曲线分别如图-1、图-2所示。
添加助剂______ (选填“Ce”、“Co”)改善催化剂的催化活性效果更加显著。
(6)研究表明催化剂添加助剂后催化活性提高的原因是形成活性参与反应,图-3为丙烯脱硝机理。
①图中,甲为______ ,乙为______ 。(用化学式表示)
②若参加反应的丙烯与NO物质的量之比为,则反应的化学方程式为______ 。
Ⅰ.工业上以苯和丙烯为原料合成聚碳酸酯的生产原理如下。
(1)丙酮与水互溶的原因是
(2)反应②的原子利用率为100%,加入的氧化剂是
(3)蒸馏分离丙酮、苯酚前,需要除去剩余硫酸,最适宜选择
A.NaOH B. C.
(4)E的分子式为,则其结构简式为
Ⅱ.开发新型高效、无毒的催化剂,以丙烯为还原剂脱硝除去NO。
(5)对Mn基催化剂分别添加Ce、Co助剂进行催化剂性能测试后,得到NO的转化率、的选择性随温度变化曲线分别如图-1、图-2所示。
添加助剂
(6)研究表明催化剂添加助剂后催化活性提高的原因是形成活性参与反应,图-3为丙烯脱硝机理。
①图中,甲为
②若参加反应的丙烯与NO物质的量之比为,则反应的化学方程式为
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2 . 运用化学反应原理研究硫单质及其化合物的反应,对生产、生活、环境保护等领域有着重要的意义。
(1)工业上采用催化还原,不仅可以消除污染,还可得到单质S。反应分两步完成,如图所示,催化还原第一步反应的化学方程式为___________ 。
(2)工业上常用溶液对燃煤烟气进行脱硫、脱硝。
已知溶液具有强氧化性,酸性条件下发生歧化反应生成易溶于水,具有强氧化性,可氧化。
①实验室模拟脱硫过程:先加稀硫酸调节吸收液的为5,再向其中通入含的模拟烟气,测得脱硫效率(即的吸收率)随温度变化的曲线如图所示。结合已知信息分析,温度大于时,随温度升高脱硫效率下降的原因是___________ 。
②煤燃烧排放的烟气含有和,采用溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。将含有和的烟气通入盛有溶液的反应器中,反应一段时间后,测得溶液中离子浓度的有关数据如表(其他离子忽略不计):
表中y=_______ 。若该溶液为(吸收前后溶液体积不变),该过程转移的电子数为______ mol。(写出计算过程)。
(1)工业上采用催化还原,不仅可以消除污染,还可得到单质S。反应分两步完成,如图所示,催化还原第一步反应的化学方程式为
(2)工业上常用溶液对燃煤烟气进行脱硫、脱硝。
已知溶液具有强氧化性,酸性条件下发生歧化反应生成易溶于水,具有强氧化性,可氧化。
①实验室模拟脱硫过程:先加稀硫酸调节吸收液的为5,再向其中通入含的模拟烟气,测得脱硫效率(即的吸收率)随温度变化的曲线如图所示。结合已知信息分析,温度大于时,随温度升高脱硫效率下降的原因是
②煤燃烧排放的烟气含有和,采用溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。将含有和的烟气通入盛有溶液的反应器中,反应一段时间后,测得溶液中离子浓度的有关数据如表(其他离子忽略不计):
离子 | |||||
浓度 |
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解题方法
3 . 稀土是一种重要的战略资源。氟碳铈矿的主要化学成分为,它是提取铈(Ce)等稀土元素的重要矿物原料。常温下,氟碳铈矿的冶炼工艺流程如下:
已知:i.Ce元素的常见化合价为+3、+4.焙烧后Ce元素转化成和。+4价的Ce元素不易进入溶液,而+3价稀土元素易进入溶液。
ii.酸浸Ⅱ中发生反应:。
请回答下列问题:
(1)①焙烧氟碳铈矿的目的是___________ 。
②焙烧后产生的是汽车尾气净化催化剂的关键成分,它能在还原气氛中供氧,在氧化气氛中耗氧。在尾气消除过程中发生反应,写出消除CO尾气的化学方程式:___________ 。
(2)操作I的名称为___________ ,在实验室中进行操作Ⅱ时所需要的玻璃仪器有___________ 、___________ 。
(3)操作I后,向溶液中加入NaOH溶液来调节溶液的pH,以获得沉淀,常温下加入NaOH溶液调节溶液的___________ ,即可认为已完全沉淀。(已知:常温下,)
(4)取上述流程中得到的产品5.000g,加酸溶解后,向其中加入含的溶液使全部被还原成,再用的酸性标准溶液滴定至终点时,消耗20.00mL标准溶液,则该产品中的质量分数为___________ [已知氧化性:;的相对分子质量为208]。(写出计算过程)
已知:
已知:i.Ce元素的常见化合价为+3、+4.焙烧后Ce元素转化成和。+4价的Ce元素不易进入溶液,而+3价稀土元素易进入溶液。
ii.酸浸Ⅱ中发生反应:。
请回答下列问题:
(1)①焙烧氟碳铈矿的目的是
②焙烧后产生的是汽车尾气净化催化剂的关键成分,它能在还原气氛中供氧,在氧化气氛中耗氧。在尾气消除过程中发生反应,写出消除CO尾气的化学方程式:
(2)操作I的名称为
(3)操作I后,向溶液中加入NaOH溶液来调节溶液的pH,以获得沉淀,常温下加入NaOH溶液调节溶液的
(4)取上述流程中得到的产品5.000g,加酸溶解后,向其中加入含的溶液使全部被还原成,再用的酸性标准溶液滴定至终点时,消耗20.00mL标准溶液,则该产品中的质量分数为
已知:
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4 . 消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=akJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=bkJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) ΔH=ckJ·mol-1
则反应8NH3(g)+6NO2(g)=7N2(g)+12H2O(l)△H=___________ kJ·mol-1
(2)氮肥厂的废水中氮元素以NH3•H2O、NH3和NH的形式存在,对氨氮废水无害化处理已成为全球科学研究热点,下面是两种电化学除氨氮的方法。
Ⅰ.方法一:电化学氧化法
有研究表明,当以碳材料为阴极,O2可在阴极生成H2O2,并进一步生成氧化性更强的·OH,·OH可以将水中氨氮氧化为N2。
①写出·OH去除氨气的化学反应方程式___________ 。
②阴极区加入Fe2+可进一步提高氨氮的去除率,分析Fe2+的作用___________ ,结合如图用必要的文字和化学用语解释___________ 。
Ⅱ.方法二:电化学沉淀法
已知:常温下MgNH4PO4•6H2O、Mg3(PO4)2和Mg(OH)2的溶度积如下
用0.01mol/LNH4H2PO4溶液模拟氨氮废水,电解沉淀原理如图甲,调节溶液初始pH=7,氨氮的去除率和溶液pH随时间的变化情况如图乙所示。
①用离子方程式表示磷酸铵镁沉淀的原理:Mg-2e-=Mg2+,2H2O+2e-=H2↑+2OH-,___________ 。
②反应1h以后,氨氮的去除率随时间的延长反而下降的原因___________ 。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=akJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=bkJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) ΔH=ckJ·mol-1
则反应8NH3(g)+6NO2(g)=7N2(g)+12H2O(l)△H=
(2)氮肥厂的废水中氮元素以NH3•H2O、NH3和NH的形式存在,对氨氮废水无害化处理已成为全球科学研究热点,下面是两种电化学除氨氮的方法。
Ⅰ.方法一:电化学氧化法
有研究表明,当以碳材料为阴极,O2可在阴极生成H2O2,并进一步生成氧化性更强的·OH,·OH可以将水中氨氮氧化为N2。
①写出·OH去除氨气的化学反应方程式
②阴极区加入Fe2+可进一步提高氨氮的去除率,分析Fe2+的作用
Ⅱ.方法二:电化学沉淀法
已知:常温下MgNH4PO4•6H2O、Mg3(PO4)2和Mg(OH)2的溶度积如下
物质 | MgNH4PO4•6H2O | Mg3(PO4)2 | Mg(OH)2 |
溶度积 | 2.5×10−13 | 1.04×10−24 | 1.8×10−11 |
用0.01mol/LNH4H2PO4溶液模拟氨氮废水,电解沉淀原理如图甲,调节溶液初始pH=7,氨氮的去除率和溶液pH随时间的变化情况如图乙所示。
①用离子方程式表示磷酸铵镁沉淀的原理:Mg-2e-=Mg2+,2H2O+2e-=H2↑+2OH-,
②反应1h以后,氨氮的去除率随时间的延长反而下降的原因
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解题方法
5 . 实验室以碳酸锰矿(含及少量等氧化物)为原料制高纯和的流程如下:
(1)焙烧时的温度为300~500℃,写出焙烧时所发生反应的化学方程式:___________
(2)将过滤后所得溶液净化后可得溶液。
①将净化后溶液置于如图所示三颈烧瓶中,控制一定的温度,将沉淀剂滴加到烧瓶中,充分反应后过滤、洗涤、干燥可得白色粉末。沉淀剂可以使用溶液或与氨水的混合溶液。实验小组经过比较后使用的是与氨水的混合溶液。
a.不使用溶液的原因是___________
b.使用与氨水的混合溶液作沉淀剂,则反应的离子方程式是___________
②已知可发生如下反应:,和的物质的量相同,改变的物质的量,测得的转化率、的含量与和物质的量比值之间的关系如图所示。根据信息,补充完整制取纯净的实验方案:将的溶液和的溶液混合,边搅拌边向混合溶液中加入___________ ,充分反应后过滤,向滤渣中边搅拌边加入___________ ,用蒸馏水多次洗涤滤渣,直至___________ ,干燥,得到纯净的(实验中可使用的试剂是溶液、溶液、溶液)。
(1)焙烧时的温度为300~500℃,写出焙烧时所发生反应的化学方程式:
(2)将过滤后所得溶液净化后可得溶液。
①将净化后溶液置于如图所示三颈烧瓶中,控制一定的温度,将沉淀剂滴加到烧瓶中,充分反应后过滤、洗涤、干燥可得白色粉末。沉淀剂可以使用溶液或与氨水的混合溶液。实验小组经过比较后使用的是与氨水的混合溶液。
a.不使用溶液的原因是
b.使用与氨水的混合溶液作沉淀剂,则反应的离子方程式是
②已知可发生如下反应:,和的物质的量相同,改变的物质的量,测得的转化率、的含量与和物质的量比值之间的关系如图所示。根据信息,补充完整制取纯净的实验方案:将的溶液和的溶液混合,边搅拌边向混合溶液中加入
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6 . 可作有机合成的催化剂,可由废铜屑经如下转化流程制得。已知“沉淀”时的反应为,的晶胞如图
关于上述转化流程,下列说法正确的是
关于上述转化流程,下列说法正确的是
A.“氧化”时每消耗,同时生成 |
B.“还原”时的离子方程式为 |
C.“滤液”中 |
D.晶胞结构如图所示,每个氯离子周围与之距离最近的氯离子数目为4 |
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7 . 二氧化铈(CeO2)可用作玻璃工业添加剂和有机反应催化剂。以氟碳铈矿(主要含有CeFCO3)为原料制备二氧化铈的一种工艺流程如图所示。
已知:①Ce4+能与F-结合成CeF3+,Al3+也能与F-结合成AlF;
②Ce4+能被萃取剂TBP萃取,而Ce3+不能。
回答下列问题:
(1)“氧化焙烧”生成固体产物CeO2和CeF4,写出该反应的化学方程式___________ 。
(2)TBP是一种有机萃取剂,“萃取”时发生反应:CeF3++TBPCeTBP4++F-,氟洗液中添加Al3+的作用是___________ 。
(3)“反萃取”时加入H2SO4和H2O2的混合液,H2O2的作用为___________ 。
(4)“反萃取”后的水层溶液中c(Ce3+)=1.0mol•L-1,c(Al3+)=0.01mol•L-1。室温下,“调pH”时,先除去Al3+,若忽略过程中溶液的体积变化,则加入NaOH调节溶液pH的范围是___________ ,过滤后,再向滤液中加入NaOH使Ce3+沉淀完全。
已知:①室温下,当溶液中的离子浓度c≤1.0×10-5mol•L-1时,可认为该离子沉淀完全。
②Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32,Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-21
(5)“氧化”时发生反应的离子方程式为___________ 。
(6)用10吨含70%CeFCO3的矿石,按上述工艺生产,制得4.3吨CeO2,则CeO2的产率为___________ (保留3位有效数字,写出计算过程)。
已知:①Ce4+能与F-结合成CeF3+,Al3+也能与F-结合成AlF;
②Ce4+能被萃取剂TBP萃取,而Ce3+不能。
回答下列问题:
(1)“氧化焙烧”生成固体产物CeO2和CeF4,写出该反应的化学方程式
(2)TBP是一种有机萃取剂,“萃取”时发生反应:CeF3++TBPCeTBP4++F-,氟洗液中添加Al3+的作用是
(3)“反萃取”时加入H2SO4和H2O2的混合液,H2O2的作用为
(4)“反萃取”后的水层溶液中c(Ce3+)=1.0mol•L-1,c(Al3+)=0.01mol•L-1。室温下,“调pH”时,先除去Al3+,若忽略过程中溶液的体积变化,则加入NaOH调节溶液pH的范围是
已知:①室温下,当溶液中的离子浓度c≤1.0×10-5mol•L-1时,可认为该离子沉淀完全。
②Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32,Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-21
(5)“氧化”时发生反应的离子方程式为
(6)用10吨含70%CeFCO3的矿石,按上述工艺生产,制得4.3吨CeO2,则CeO2的产率为
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8 . 铁的腐蚀和防护与生产生活密切相关。已知:氢氧化物沉淀的如下表(开始沉淀时金属离子浓度为)。
(1)研究铁的腐蚀。将一定量铁粉和碳粉混合后置于一密闭容器中,加入和盐酸的混合溶液。测得溶液和压强随时间变化的曲线如所示。
①容器内压强先增大后减小,除温度影响外的原因是_______ 。
②反应过程中,混合液里先期生成的会被氧化生成,反应的离子方程式为_______ 。
③后略下降,原因是_______ 。
(2)研究铁的防护。
①在铁表面镀锌可有效防止铁被腐蚀。
已知:镀层金属析出缓慢、平稳时,镀层致密、细腻;溶液中与可发生反应:。以通入一定量的溶液为电镀液热镀锌,得到的镀层更加致密、细腻,原因是_______ 。
②镀锌废液的回收。镀锌废液中含有等阳离子。请设计利用该电镀废液回收溶液的实验方案:_______ 。(实验中可选用试剂:、溶液、氨水)
沉淀物 | |||
开始沉淀 | 1.1 | 5.8 | 5.9 |
完全沉淀 | 3.2 | 8.8 | 8.0 |
①容器内压强先增大后减小,除温度影响外的原因是
②反应过程中,混合液里先期生成的会被氧化生成,反应的离子方程式为
③后略下降,原因是
(2)研究铁的防护。
①在铁表面镀锌可有效防止铁被腐蚀。
已知:镀层金属析出缓慢、平稳时,镀层致密、细腻;溶液中与可发生反应:。以通入一定量的溶液为电镀液热镀锌,得到的镀层更加致密、细腻,原因是
②镀锌废液的回收。镀锌废液中含有等阳离子。请设计利用该电镀废液回收溶液的实验方案:
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9 . 处理含的废水(含量均超标)的流程如下:
已知:①时,,。
②室温下,溶液中(III)物种分布分数与的关系如图所示。
(1)“过程I”除及部分砷。
①基态As的核外电子排布式为_______ 。
②用离子方程式表示溶液呈碱性的原因_______ 。
(2)“过程II”除和。测得滤液中,此时_______ 。
(3)“过程III”进一步除砷。(聚合硫酸铁)溶于水形成的胶体和加入的可将砷转化为难溶的除去。
①生成的离子方程式为_______ 。
②测定“滤渣C”中含量。称取样品用稀硫酸溶解后,转移至100容量瓶中并加水稀释至刻度。量取溶液于锥形瓶中,依次加入足量的溶液和溶液。充分反应后,用标准溶液滴定至终点,平行滴定3次,平均消耗溶液。
(已知:,;与反应生成,氧化性。)
i.加入足量的溶液的作用为_______ 。
ii.计算样品中的质量分数_______ (写出计算过程)。
已知:①时,,。
②室温下,溶液中(III)物种分布分数与的关系如图所示。
(1)“过程I”除及部分砷。
①基态As的核外电子排布式为
②用离子方程式表示溶液呈碱性的原因
(2)“过程II”除和。测得滤液中,此时
(3)“过程III”进一步除砷。(聚合硫酸铁)溶于水形成的胶体和加入的可将砷转化为难溶的除去。
①生成的离子方程式为
②测定“滤渣C”中含量。称取样品用稀硫酸溶解后,转移至100容量瓶中并加水稀释至刻度。量取溶液于锥形瓶中,依次加入足量的溶液和溶液。充分反应后,用标准溶液滴定至终点,平行滴定3次,平均消耗溶液。
(已知:,;与反应生成,氧化性。)
i.加入足量的溶液的作用为
ii.计算样品中的质量分数
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解题方法
10 . 炼油、石化等工业会产生含硫(价)废水,处理的方法有沉淀法、氧化法。
(1)沉淀法。用如图1装置可以将废水中的硫转化为FeS沉淀。控制其他条件一定,测得出口处硫转化为FeS的沉淀率与溶液pH的关系如图2所示。
①该装置沉淀废水中的硫的原理可描述为_______ 。
②pH<4时,pH越小,硫转化为FeS的沉淀率越低,原因是_______ 。
(2)氧化法。氧化法、H2O2氧化法、催化氧化法等可以将含硫度水中硫元素氧化。
①氧化法:向含的废水中,加入一定量的溶液,控制溶液的pH为5,可以生成S沉淀。写出该反应的离子方程式:_______ 。
②H2O2氧化法:向含的废水中,加入H2O2溶液,其他条件一定,测得硫(价)的去除率、S(单质)的生成率与所加H2O2溶液体积的关系如图3所示。当所加H2O2溶液体积大于9mL时,所加H2O2溶液越多,S生成率越低,原因是_______ 。
③催化氧化法:MnO2-苯胺(MnO2为催化剂、聚苯胺为催化剂载体)可用作空气氧化含硫(价)废水的催化剂。碱性条件下,催化氧化废水的机理如图4所示。
a.转化Ⅰ中化合价发生变化的元素有_______ 。
b.催化剂使用一段时间后催化效率会下降,处理的方法是用氯仿(CHCl3)浸取催化剂,再将催化剂干燥即可,催化剂使用一段时间后催化效率降低的原因是_______ 。
(1)沉淀法。用如图1装置可以将废水中的硫转化为FeS沉淀。控制其他条件一定,测得出口处硫转化为FeS的沉淀率与溶液pH的关系如图2所示。
①该装置沉淀废水中的硫的原理可描述为
②pH<4时,pH越小,硫转化为FeS的沉淀率越低,原因是
(2)氧化法。氧化法、H2O2氧化法、催化氧化法等可以将含硫度水中硫元素氧化。
①氧化法:向含的废水中,加入一定量的溶液,控制溶液的pH为5,可以生成S沉淀。写出该反应的离子方程式:
②H2O2氧化法:向含的废水中,加入H2O2溶液,其他条件一定,测得硫(价)的去除率、S(单质)的生成率与所加H2O2溶液体积的关系如图3所示。当所加H2O2溶液体积大于9mL时,所加H2O2溶液越多,S生成率越低,原因是
③催化氧化法:MnO2-苯胺(MnO2为催化剂、聚苯胺为催化剂载体)可用作空气氧化含硫(价)废水的催化剂。碱性条件下,催化氧化废水的机理如图4所示。
a.转化Ⅰ中化合价发生变化的元素有
b.催化剂使用一段时间后催化效率会下降,处理的方法是用氯仿(CHCl3)浸取催化剂,再将催化剂干燥即可,催化剂使用一段时间后催化效率降低的原因是
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2022-05-26更新
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928次组卷
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5卷引用:江苏省泰州中学2022-2023学年高二5月检测化学试题