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解题方法
1 . 氯化亚铜为白色难溶于水,不溶于乙醇的固体。可用作催化剂、脱色剂,实验室制备它的流程之一如下:其中制备的装置如图所示:请回答下列问题:
(1)B中试剂是________ (填名称),装置A中发生反应的物质不可能是下列中的___________ (填标号)。
A.、浓盐酸 B.浓盐酸、 C.浓硫酸、NaCl、KClO
(2)适合点燃C处酒精灯的标志是______________ ,进入C处反应装置中的气体中含有少量HCl,实验中没有除去HCl的原因是________________________ 。
(3)试剂a可以是NaOH,也可以是_________ (填一种),写出NaOH与尾气主要反应的化学方程式____________________ 。
(4)“还原”过程中浓盐酸的作用是_____________ 。向中加水后,析出的CuCl经水洗后立即用乙醇洗涤,真空干燥,密封保存,真空干燥的目的是____________________ 。
(1)B中试剂是
A.、浓盐酸 B.浓盐酸、 C.浓硫酸、NaCl、KClO
(2)适合点燃C处酒精灯的标志是
(3)试剂a可以是NaOH,也可以是
(4)“还原”过程中浓盐酸的作用是
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2 . 探究配制不同金属离子—氨配体溶液的差异性,实验操作及现象如下:
资料:①Co(OH)2为浅青色沉淀
②[Co(NH3)6]2+溶液为红色,在活性炭催化下转化为橙黄色的[Co(NH3)6]3+溶液
(1)实验i-a中生成蓝色沉淀的离子方程式为___________ 。
(2)研究认为实验i-a中蓝色沉淀中还有Cu2(OH)2SO4成分,其可以溶于稀酸。检验蓝色沉淀中不止含Cu(OH)2的实验操作为:将蓝色沉淀过滤,充分洗涤后,___________ 。(填后续操作和现象)
(3)对比实验i-a和实验i-c中再加入过量氨水前的现象,推测NH4+对[Cu(NH3)4]2+生成有一定促进作用。设计如图所示实验:在1、2试管内分别完成对实验i-a的重复,再分别加入不同试剂。实验现象证实了预测,则x的化学式是___________ ,c=___________ 。(4)从平衡移动角度,结合化学用语,解释NH4+对[Cu(NH3)4]2+生成有一定促进作用的原因___________ 。
(5)针对实验ii未能成功配制[Co(NH3)6]2+溶液,结合以上分析,提出改进方案:
①在实验ii-a的基础上继续加入___________ ,即可成功配制。
②验证配制成功的操作及实验现象是:___________ ;反应的离子方程式为:___________ 。
实验序号 | 操作 | 现象 | |
实验i:[Cu(NH3)4]2+的配制 | 实验i-a | 在试管内混合CuSO4溶液和NaOH溶液,再加入过量的2mol/LNH3·H2O | 产生蓝色沉淀,加入NH3·H2O后沉淀少部分溶解,溶液变浑浊,静置后上层为深蓝色溶液。 |
实验i-b | 在试管内混合CuSO4溶液和NaOH溶液,再加入过量的6mol/LNH3·H2O | 产生蓝色沉淀,加入NH3·H2O后沉淀大部分溶解,溶液变浑浊,静置后上层为深蓝色溶液。 | |
实验i-c | 在试管内混合CuSO4溶液和NH3·H2O溶液,再加入过量的2mol/LNH3·H2O | 产生蓝色沉淀,加入NH3·H2O后沉淀完全溶解,得到澄清的深蓝色溶液。 | |
实验ii:[Co(NH3)6]2+的配制 | 实验ii-a | 在试管内混合CoCl2溶液和过量6mol/LNH3·H2O | 得到浅青色沉淀,沉淀未见明显溶解。 |
实验ii-b | 在试管内混合CoCl2溶液和过量14mol/LNH3·H2O | 得到浅青色沉淀,沉淀未见明显溶解。 |
②[Co(NH3)6]2+溶液为红色,在活性炭催化下转化为橙黄色的[Co(NH3)6]3+溶液
(1)实验i-a中生成蓝色沉淀的离子方程式为
(2)研究认为实验i-a中蓝色沉淀中还有Cu2(OH)2SO4成分,其可以溶于稀酸。检验蓝色沉淀中不止含Cu(OH)2的实验操作为:将蓝色沉淀过滤,充分洗涤后,
(3)对比实验i-a和实验i-c中再加入过量氨水前的现象,推测NH4+对[Cu(NH3)4]2+生成有一定促进作用。设计如图所示实验:在1、2试管内分别完成对实验i-a的重复,再分别加入不同试剂。实验现象证实了预测,则x的化学式是
(5)针对实验ii未能成功配制[Co(NH3)6]2+溶液,结合以上分析,提出改进方案:
①在实验ii-a的基础上继续加入
②验证配制成功的操作及实验现象是:
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3 . 研究的综合利用具有重要的意义。
Ⅰ.催化重整制氢气
一种与催化重整制取的过程如图1所示。在反应管中加入和催化剂,先通入,待步骤Ⅰ完成后,再将以一定流速通入,并控制温度为,进行步骤Ⅱ。(1)写出步骤Ⅱ中发生主要反应的化学方程式:___________ 。
(2)步骤Ⅱ中还存在少量副反应:,测得出口处和的流量随时间变化如图2所示。①时出口处气体流量略高于的原因是___________ 。
②反应进行后,反应管中仍残留较多,但流量迅速降低,流量升高,可能的原因是___________ 。
Ⅱ.用于烟气脱硝
(3)烟气脱硝相关反应如下:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
①反应Ⅲ的___________ 。
②反应Ⅰ和反应II的平衡常数分别为、,则相同温度下反应Ⅲ的___________ (用、表示)。
(4)模拟烟气脱硝:一定条件下,将、和按匀速通过催化脱硝反应器,测得去除率和转化率随反应温度的变化如图3所示。①当温度低于时,的去除率随温度升高而升高,可能原因是___________ 。
②当温度高于时,的去除率随温度升高而降低,可能原因是___________ 。
Ⅰ.催化重整制氢气
一种与催化重整制取的过程如图1所示。在反应管中加入和催化剂,先通入,待步骤Ⅰ完成后,再将以一定流速通入,并控制温度为,进行步骤Ⅱ。(1)写出步骤Ⅱ中发生主要反应的化学方程式:
(2)步骤Ⅱ中还存在少量副反应:,测得出口处和的流量随时间变化如图2所示。①时出口处气体流量略高于的原因是
②反应进行后,反应管中仍残留较多,但流量迅速降低,流量升高,可能的原因是
Ⅱ.用于烟气脱硝
(3)烟气脱硝相关反应如下:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
①反应Ⅲ的
②反应Ⅰ和反应II的平衡常数分别为、,则相同温度下反应Ⅲ的
(4)模拟烟气脱硝:一定条件下,将、和按匀速通过催化脱硝反应器,测得去除率和转化率随反应温度的变化如图3所示。①当温度低于时,的去除率随温度升高而升高,可能原因是
②当温度高于时,的去除率随温度升高而降低,可能原因是
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4 . CO2的资源化利用具有重要的意义。合成尿素[CO(NH2)2]是利用CO2的途径之一。尿素合成主要通过下列反应实现:
2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s) △H1=-272kJ/mol
NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H2=+138kJ/mol
(1)二氧化碳和氨气合成尿素和水蒸气的热化学方程式为_______ ;该反应自发进行的条件是_______ (填“低温”、“高温”或“任意条件“”)。
(2)MgO是CO2和环氧乙烷合成碳酸乙烯酯的催化剂,可由MgCl2与沉淀剂(尿素、氢氧化钠)反应,先生成沉淀,过滤后将沉淀焙烧得到。已知向MgCl2溶液中加入尿素生成的是Mg5(CO3)4(OH)2沉淀,与氢氧化钠作沉淀剂相比,用尿素作沉淀剂焙烧生成的MgO作催化剂效果更好,其原因是_______ 。
(3)一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原CO2的装置示意图如图1所示。控制其他条件相同,将一定量的CO2通入该电催化装置中,阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图2所示。①阴极生成CH3OH的电极反应式为_______ 。
②控制电压为0.8V,电解时转移电子的物质的量为_______ mol。
CH4与CO2重整主要发生下列反应:
反应1:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+247kJ/mol
反应2:H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) △H=+41kJ/mol
恒温,将1molCH4与1molCO2在2L密闭容器中反应制取CO和H2。
(4)下列说法正确的是_______。
(5)CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图3所示。计算923K时反应1的化学平衡常数K=_______ (写出计算式即可)。
(6)室温下,H2CO3溶液中各含碳微粒的物质的量分数与pH的关系如图4所示。则H2CO3的Ka1=_______ 。
2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s) △H1=-272kJ/mol
NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H2=+138kJ/mol
(1)二氧化碳和氨气合成尿素和水蒸气的热化学方程式为
(2)MgO是CO2和环氧乙烷合成碳酸乙烯酯的催化剂,可由MgCl2与沉淀剂(尿素、氢氧化钠)反应,先生成沉淀,过滤后将沉淀焙烧得到。已知向MgCl2溶液中加入尿素生成的是Mg5(CO3)4(OH)2沉淀,与氢氧化钠作沉淀剂相比,用尿素作沉淀剂焙烧生成的MgO作催化剂效果更好,其原因是
(3)一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原CO2的装置示意图如图1所示。控制其他条件相同,将一定量的CO2通入该电催化装置中,阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图2所示。①阴极生成CH3OH的电极反应式为
②控制电压为0.8V,电解时转移电子的物质的量为
CH4与CO2重整主要发生下列反应:
反应1:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+247kJ/mol
反应2:H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) △H=+41kJ/mol
恒温,将1molCH4与1molCO2在2L密闭容器中反应制取CO和H2。
(4)下列说法正确的是_______。
A.n(CO)保持不变说明容器已经达到平衡状态 |
B.容器中气体密度不变能说明反应已经达到平衡状态 |
C.恒容向容器中充入He,CH4平衡转化率变小 |
D.如果将容器体积缩小为1L,则反应1的化学反应速率变快,反应2不变 |
(5)CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图3所示。计算923K时反应1的化学平衡常数K=
(6)室温下,H2CO3溶液中各含碳微粒的物质的量分数与pH的关系如图4所示。则H2CO3的Ka1=
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5 . 下列描述对应方程式错误的是
A.溶液在冷水和热水中颜色不同: |
B.施加适量石膏降低盐碱地土壤的碱性: |
C.用FeS除去废水中的: |
D.硅酸钠溶液存放过程中变浑浊: |
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解题方法
6 . 工业上利用软锰矿(主要成分为,含少量、FeO和等杂质)和含的烟气为主要原料,制备无水碳酸锰的工艺流程如图所示。已知:①难溶于水和乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃时开始分解,在空气中高温加热所得固体产物为。
②不同金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表:
③,。
回答下列问题:
(1)下列说法正确的是________(填序号)。
(2)调节溶液的pH前,加入软锰矿发生“氧化”作用的离子方程式是________ 。
(3)调节pH:加入适量的熟石灰,调节pH=5。充分反应后生成的沉淀有________ 。如果没有前期的“氧化”环节,pH就需要调节到更大的数值,这样会导致________ 。
(4)“沉锰”过程中加入氨水的目的是________ (从化学平衡移动的角度解释)。“沉锰”过程宜在较低温度下进行,可能的原因是________ (写1条即可)。“沉锰”时通过控制合理的pH,就可以控制的浓度,达到不产生的目的,原因是________ 。
②不同金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表:
离子 | |||
开始沉淀时pH | 2.7 | 7.5 | 7.8 |
完全沉淀时pH | 3.7 | 9.7 | 9.8 |
回答下列问题:
(1)下列说法正确的是________(填序号)。
A.最好使用粉状软锰矿进行“溶浸” | B.废渣1的主要成分和“芯片”相同 |
C.溶浸时不会发生氧化还原反应 | D.废液经处理可用于灌溉农作物 |
(2)调节溶液的pH前,加入软锰矿发生“氧化”作用的离子方程式是
(3)调节pH:加入适量的熟石灰,调节pH=5。充分反应后生成的沉淀有
(4)“沉锰”过程中加入氨水的目的是
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7 . 以溶液、浓盐酸为腐蚀液,能将覆铜板上不需要的铜腐蚀。某小组对此反应过程进行探究。
资料:i.水溶液中:呈无色;呈黄色;呈棕色。
ii.;CuCl为白色固体,难溶于水。
将等体积的溶液a分别加到等量铜粉中,实验记录如下:
(1)Ⅰ中产生白色沉淀的离子方程式是____________ 。
(2)对于实验Ⅱ的现象进行分析。
①经检验Ⅱ中气体为。分析气体产生的原因,进行实验:将溶液加到铜粉中,溶液慢慢变蓝,未检测到。
依据电极反应式,分析产生的原因____________ 。
②Ⅱ中溶液变为黄色,用离子方程式解释可能原因____________ 。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅲ,分析实验Ⅲ中将溶液a加到铜粉中未产生白色沉淀的原因。
①假设1:增大,白色沉淀不能稳定存在。
实验验证:取Ⅰ中洗涤后的沉淀,加入饱和NaCl溶液,白色沉淀溶解。结合平衡移动原理解释沉淀溶解的原因____________ 。
②假设2:增大,白色沉淀不能稳定存在。
实验验证:______ (填操作和现象),证实假设2不合理。
(4)实验Ⅱ、Ⅲ对比,实验Ⅱ中产生气泡,实验Ⅲ中无气泡。分析可能原因______ 。
(5)结合现象和化学反应原理解释选择与浓盐酸的混合液而不单独选择溶液或浓盐酸做腐蚀液的原因____________ 。
资料:i.水溶液中:呈无色;呈黄色;呈棕色。
ii.;CuCl为白色固体,难溶于水。
将等体积的溶液a分别加到等量铜粉中,实验记录如下:
实验 | 溶液a | 现象 |
Ⅰ | 溶液() | 产生白色沉淀,溶液蓝色变浅,5h时铜粉剩余 |
Ⅱ | 浓盐酸() | 产生无色气泡,溶液无色;继而溶液变为黄色;较长时间后溶液变为棕色,5h时铜粉剩余 |
Ⅲ | 溶液()和浓盐酸() | 溶液由黄绿色变为棕色,无气泡;随着反应进行,溶液颜色变浅,后接近于无色,5h时铜粉几乎无剩余 |
(1)Ⅰ中产生白色沉淀的离子方程式是
(2)对于实验Ⅱ的现象进行分析。
①经检验Ⅱ中气体为。分析气体产生的原因,进行实验:将溶液加到铜粉中,溶液慢慢变蓝,未检测到。
依据电极反应式,分析产生的原因
②Ⅱ中溶液变为黄色,用离子方程式解释可能原因
(3)对比实验Ⅰ、Ⅲ,分析实验Ⅲ中将溶液a加到铜粉中未产生白色沉淀的原因。
①假设1:增大,白色沉淀不能稳定存在。
实验验证:取Ⅰ中洗涤后的沉淀,加入饱和NaCl溶液,白色沉淀溶解。结合平衡移动原理解释沉淀溶解的原因
②假设2:增大,白色沉淀不能稳定存在。
实验验证:
(4)实验Ⅱ、Ⅲ对比,实验Ⅱ中产生气泡,实验Ⅲ中无气泡。分析可能原因
(5)结合现象和化学反应原理解释选择与浓盐酸的混合液而不单独选择溶液或浓盐酸做腐蚀液的原因
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解题方法
8 . 废电池中含磷酸铁锂,提锂后的废渣主要含、和金属铝等,以废渣为原料制备电池级的一种工艺流程如下。已知:i.、均难溶于水。
ii.将转化为有利于更彻底除去。
(1)酸浸前,将废渣粉碎的目的是________ 。
(2)从平衡移动的角度解释加入硝酸溶解的原因:________ 。
(3)在酸浸液中加入进行电解,电解原理的示意图如下图所示,电解过程中不断增大。结合电极反应说明在电解中的作用:________ 。(4)“沉淀”过程获得纯净的。向“氧化”后的溶液中加入HCHO,加热,产生NO和,当液面上方不再产生红棕色气体时,静置一段时间,产生沉淀。阐述此过程中HCHO的作用:________ 。
(5)过滤得到电池级后,滤液中主要的金属阳离子有________ 。
(6)磷酸铁锂-石墨电池的总反应:。
①高温条件下,、葡萄糖()和可制备电极材料,同时生成CO和,反应的化学方程式是________ 。
②放电时负极的电极反应式是________ 。
ii.将转化为有利于更彻底除去。
(1)酸浸前,将废渣粉碎的目的是
(2)从平衡移动的角度解释加入硝酸溶解的原因:
(3)在酸浸液中加入进行电解,电解原理的示意图如下图所示,电解过程中不断增大。结合电极反应说明在电解中的作用:
(5)过滤得到电池级后,滤液中主要的金属阳离子有
(6)磷酸铁锂-石墨电池的总反应:。
①高温条件下,、葡萄糖()和可制备电极材料,同时生成CO和,反应的化学方程式是
②放电时负极的电极反应式是
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解题方法
9 . 某实验小组从某废旧锂离子电池正极活性材料(主要成分可表示为,还含有少量、的化合物)中分别回收处理金属元素,工艺流程如下图所示:已知:①“酸浸”后滤液中主要金属阳离子为、、、;
②有关金属离子沉淀完全的见下表:
(1)丁二酮肟分子中杂化的碳原子个数为______ ,二丁二酮肟镍中存在的化学键有______ (填序号)。
A.链 B.氢键 C.金属键 D.配位键
(2)“氧化”过程的操作为控制体系的在,加入溶液,写出反应的离子方程式______ 。
(3)P507萃取剂(用HA表示)萃取的原理可表示为的浸出与水相的关系如图所示。分析较小时萃取率偏低的原因为______ 。(4)和在空气氛围中焙烧可得到,该反应化学方程式为______ 。
(5)将草酸钴晶体置于空气中加热,受热过程中固体残留率()变化如下图所示,则C点固体物质的化学式为______ 。(6)的一种晶胞如图所示(仅标出与未标出)、该晶胞中占有O的个数为______ 。
②有关金属离子沉淀完全的见下表:
离子 | ||||
9.3 | 3.2 | 9.0 | 8.9 |
③沉镍反应为
请回答下列问题:(1)丁二酮肟分子中杂化的碳原子个数为
A.链 B.氢键 C.金属键 D.配位键
(2)“氧化”过程的操作为控制体系的在,加入溶液,写出反应的离子方程式
(3)P507萃取剂(用HA表示)萃取的原理可表示为的浸出与水相的关系如图所示。分析较小时萃取率偏低的原因为
(5)将草酸钴晶体置于空气中加热,受热过程中固体残留率()变化如下图所示,则C点固体物质的化学式为
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10 . 我国提出“CO2排放力争于2023年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。研发CO2的利用技术,降低空气中CO2的含量是实现该目标的重要途径。
(1)下面是用H2捕捉CO2时发生的两个反应:
I.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ∆H1
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2
①反应I、II的lnK随1/T的变化如图所示,则ΔH2___________ 0(填“>”“<”或“=”)0;有利于反应I自发进行的温度是___________ (填“高温”或“低温”)。②将一定量的CO2和H2的混合气体充入密闭容器中,cCO2、v正CO2与温度的关系如下图所示,400℃,cCO2降低的原因是___________ ,而速率仍然增大的可能原因是___________ ③220℃时,将4molH2与1molCO2的混合气体充入2L反应器中,气体初始总压强为p,10分钟后体系达到平衡,CO2的转化率为80%,CH4的选择性为25%,则生成的CH4平均速率为___________ ,反应II的平衡常数Kp为___________ (保留两位有效数字)。[已知:CH4的选择性=]
(2)利用化学链将高炉废气中的CO2转化为CO的示意图如下。此过程中可循环利用的物质有___________ ,该化学链的总反应是___________ 。
(1)下面是用H2捕捉CO2时发生的两个反应:
I.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ∆H1
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2
①反应I、II的lnK随1/T的变化如图所示,则ΔH2
(2)利用化学链将高炉废气中的CO2转化为CO的示意图如下。此过程中可循环利用的物质有
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