2017-2018北京高三化学一模工业流程及实验专题

2017-2018北京高三化学一模-工业流程及实验专题海淀区高三年级2017-2018学年度第二学期适应性练习27.（12分）金属镍具有较高的经济价值，工业上采用一定方法处理含镍废水使其达标排放并回收镍。某电镀废水中的镍主要以NiR2络合物形式存在，在水溶液中存在以下平衡：NiR2 (aq) Ni2+(aq) +2R-(aq)（R-为有机物配体，K=1.610-14）（1）传统的“硫化物沉淀法”是向废水中加入Na2S，使其中的NiR2生成NiS沉淀进而回收镍。 该反应的离子方程式为_。NiS沉淀生成的同时会有少量Ni(OH)2沉淀生成，用离子方程式解释Ni(OH)2生成的原因是_、_。（2）“硫化物沉淀法”镍的回收率不高，处理后废水中的镍含量难以达标。“铁脱络-化学沉淀法”可达到预期效果，该法将镍转化为Ni(OH)2固体进而回收镍。工艺流程如下： “脱络”（指镍元素由络合物NiR2转化成游离的Ni2+）过程中，R与中间产物OH（羟基自由基）反应生成难以与Ni2+络合的R（有机物自由基），但OH也能与H2O2发生反应。反应的方程式如下：Fe2+ + H2O2 Fe3+ + OH +OHiR + OH OH+ R iiH2O2 +2OH O2 + 2H2O iii实验测得“脱络”过程中H2O2的加入量对溶液中镍去除率的影响如右图所示： 从平衡移动的角度解释加入Fe2+和H2O2能够实现“脱络”的原因是_。 分析图中曲线，可推断过氧化氢的最佳加入量为_ gL-1；低于或高于这个值，废水处理效果都下降，原因是_。28.（16分）研究小组进行右图所示实验，试剂A为0.2 molL-1 CuSO4溶液，发现铝条表面无明显变化，于是改变实验条件，探究铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液反应的影响因素。用不同的试剂A进行实验1实验4，并记录实验现象：实验序号试剂A实验现象10.2 molL-1 CuCl2溶液铝条表面有气泡产生，并有红色固体析出20.2 molL-1 CuSO4溶液，再加入一定质量的NaCl固体开始铝条表面无明显变化，加NaCl后，铝条表面有气泡产生，并有红色固体析出32 molL-1 CuSO4溶液铝条表面有少量气泡产生，并有少量红色固体42 molL-1 CuCl2溶液反应非常剧烈，有大量气泡产生，溶液变成棕褐色，有红色固体和白色固体生成（1）实验1中，铝条表面析出红色固体的反应的离子方程式为_。（2）实验2的目的是证明铜盐中的阴离子Cl-是导致实验1中反应迅速发生的原因，实验2中加入NaCl固体的质量为_ g。（3）实验3的目的是_。（4）经检验知，实验4中白色固体为CuCl。甲同学认为产生白色固体的原因可能是发生了Cu +CuCl22CuCl的反应，他设计了右图所示实验证明该反应能够发生。 A极的电极材料是_。能证明该反应发生的实验现象是_。（5）为探究实验4中溶液呈现棕褐色的原因，分别取白色CuCl固体进行以下实验：实验序号实验操作实验现象i加入浓NaCl溶液沉淀溶解，形成无色溶液ii加入饱和AlCl3溶液沉淀溶解，形成褐色溶液iii向i所得溶液中加入2 molL1 CuCl2溶液溶液由无色变为褐色查阅资料知：CuCl难溶于水，能溶解在Cl浓度较大的溶液中，生成CuCl2络离子，用水稀释含CuCl2的溶液时会重新析出CuCl沉淀。由上述实验及资料可推断，实验4中溶液呈棕褐色的原因可能是CuCl2与_作用的结果。为确证实验4所得的棕褐色溶液中含有CuCl2，应补充的实验是_。（6） 上述实验说明，铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液的反应现象与_有关。27（共12分，每空2分）（1）NiR2 + S2- NiS+ 2R-S2- + H2O HS- + OH- NiR2 + 2OH- Ni(OH)2+ 2R-（2）NiR2在溶液中存在以下平衡：NiR2 (aq) Ni2+(aq) +2R-(aq)。Fe2+和H2O2通过反应i和反应ii将R转化成难以与Ni2+络合的R，使c(R-)减小，平衡正向移动，实现“脱络”0.45低于此数值，反应i生成的OH过少，不足以使R充分转化成R；高于此数值，H2O2多，但反应i生成的OH能与H2O2发生反应iii，使H2O2转化成O2和H2O，同样不能使R充分转化成R。28（共16分；每空2分）（1）3Cu2+ + 2Al 2Al3+ + 3Cu （2）0.117（3）证明增大CuSO4溶液的浓度能够使Al和CuSO4的反应发生（4）金属铜电流计指针偏转，两极均有白色沉淀生成（5） Al3+、Cu2+（多写H+不扣分，写“金属阳离子”给1分）取适量实验4的棕褐色溶液，加水稀释，观察是否出现白色沉淀（6） 铜盐中阴离子的种类、铜盐溶液的浓度等26.(13分)太阳能、风能发电逐渐得到广泛应用，在发电系统中安装储能装置有助于持续稳定供电，其构造的简化图如下: (1)下列说法中，正确的是_(填字母序号)。a.太阳能、风能都是清洁能源b.太阳能电池组实现了太阳能到电能的转化c.控制系统能够控制储能系统是充电还是放电d.阳光或风力充足时，储能系统实现由化学能到电能的转化(2)全钒液流电池是具有发展前景的、用作储能系统的蓄电池。已知放电时V2+发生氧化反应，则放电时电极A的电极反应式为_；充电时电极B做_极。(3)含钒废水会造成水体污染，对含钒废水(除VO2+外，还含有Al3+，Fe3+等)进行综合处理可实现钒资源的回收利用，流程如下:已知溶液pH范围不同时，钒的存在形式如下表所示:钒的化合价pH11+4价VO2+，VO(OH)+VO(OH)3-+5价VO2+VO43-加入NaOH调节溶液pH至13时，沉淀1达最大量，并由灰白色转变为红褐色，用化学用语表示加入NaOH后生成沉淀1的反应过程为_、_；所得滤液1中，铝元素的存在形式为_。向碱性的滤液1(V的化合价为+4)中加入H2O2的作用是_(用离子方程式表示)。27.(16分)实验小组探究KI与Cu(NO3)2的反应，进行实验一:实验一注:本实验忽略Cu2+在此条件下的水解。(1)取棕黄色清液，加入少量_溶液(试剂a)，清液变为_色，说明生成了I2。(2)探究生成I2的原因。甲同学进行如下实验:向2mLImol/LKI溶液中加入1mL_溶液(硝酸酸化，pH=1.5)，再加入少量试剂a，观察到与(1)相同的现象。甲同学由此得出结论:实验一中生成I2的原因是酸性条件下，NO3-氧化了I-。乙同学认为仅由甲同学的实验还不能得出相应结论。他的理由是该实验没有排除_氧化I-的可能性。若要确证实验一中是NO3-氧化了I-，应在实验一的基础上进行检验_的实验。(3)探究棕黑色沉淀的组成。查阅资料得知:CuI为难溶于水的白色固体。于是对棕黑色沉淀的组成提出两种假设:a.CuI吸附I2； b._吸附I2。为证明上述假设是否成立，取棕黑色沉淀进行实验二:实验二已知:CuI难溶于CCl4；I2+2S2O32-=2I-+S4O62-(无色)；Cu+2S2O32-=Cu(S2O3)23-(无色)。由实验二得出结论:棕黑色沉淀是CuI吸附I2形成的。现象为_。用化学平衡移动原理解释产生现象ii的原因:_。由实验二可推知，Cu(NO3)2与KI反应过程中，一定发生的反应的离子方程式为_。26（共13分，除特殊标注外，每空2分）（1）abc（答对12个给1分） （2）VO2+ + e- + 2H+ VO2+ + H2O 阴（3）Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 4Fe(OH)3 AlO2-（此空1分） 2VO(OH)3- + H2O2 + 4OH- 2VO43-+ 6H2O 27（共16分，除特殊标注外，每空2分）（1）淀粉 蓝（两空各1分）（2）2 molL1 NaNO3（或KNO3）溶液中的Cu2+，空气中的O2 NO3-的还原产物（NO、NO2等）（3）Cu 棕黑色固体颜色变浅，溶液变为紫红色 CuI在溶液中存在沉淀溶解平衡：CuI(s) Cu+(aq) + I-(aq)，加入足量Na2S2O3溶液后，S2O32-与Cu+反应生成Cu(S2O3)23-使c(Cu+)减小，平衡右移从而使白色沉淀溶解2Cu2+ + 4I- 2CuI+ I2西城区高三年级2017-2018一模理综化学25（12分）为消除燃煤烟气中含有的SO2、NOx，研究者提出了若干烟气“脱硫”、“脱硝”的方法。（1）向燃煤中加入适量石灰石，高温时将SO2转化为CaSO4的化学方程式是_。（2）选择性催化还原法（SCR）“脱硝”。在催化剂的作用下，选取还原剂将烟气中的NO进行无害化处理。NH3还原NO的化学方程式是_。（3）以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。控制溶液的pH5.5，将烟气中的SO2、NO转化为SO42、NO3，均为放热反应。在图1中画出“放热反应”的反应过程中的能量变化示意图。图1NaClO溶液吸收烟气中SO2的离子方程式是_。一定时间内，温度对硫、硝脱除率的影响曲线如图2，SO2的脱除率高于NO，可能的原因是_（写出1种即可）。图2烟气中SO2和NO的体积比为41，50时的脱除率见图2，则此吸收液中烟气转化生成的NO3和Cl的物质的量之比为_。27（17分）某小组研究溶液中Fe2+与NO2、NO3的反应。实验试剂现象滴管试管2 mL1 molL1FeSO4溶液（pH4）1 molL1 NaNO2溶液（pH8）a滴入1滴FeSO4溶液，溶液变黄色，继续滴加，溶液变为棕色。2小时后，无明显变化1 molL1NaNO3溶液（加NaOH溶液至pH8）b持续滴加FeSO4溶液，无明显变化。资料： Fe(NO)2+在溶液中呈棕色。（1）研究现象a中的黄色溶液。用_溶液检出溶液中含有Fe3+。甲认为是O2氧化了溶液中的Fe2+。乙认为O2不是主要原因，理由是_。进行实验，装置如下图。左侧烧杯中的溶液只变为黄色，不变为棕色，右侧电极上产生无色气泡，经检验该气体为NO。产生NO的电极反应式是_。实验的目的是_。（2）研究现象a中的棕色溶液。综合实验和实验，提出假设：现象a中溶液变为棕色可能是NO与溶液中的Fe2+或Fe3+发生了反应。进行实验，证实溶液呈棕色只是因为Fe2+与NO发生了反应。实验的操作和现象是_。加热实验中的棕色溶液，有气体逸出，该气体在接近试管口处变为红棕色，溶液中有红褐色沉淀生成。解释产生红褐色沉淀的原因是_。（3）研究酸性条件下，溶液中Fe2+与NO2、NO3的反应。序号操作现象取1 molL1的NaNO2溶液，加醋酸至pH=3，加入1 molL1FeSO4溶液溶液立即变为棕色取1 molL1的NaNO3溶液，加醋酸至pH=3，加入1 molL1FeSO4溶液无明显变化分别取0.5 mL 1 molL1的NaNO3溶液与1 molL1的FeSO4溶液，混合，小心加入0.5 mL浓硫酸液体分为两层，稍后，在两层液体界面上出现棕色环中溶液变为棕色的离子方程式是_、_。中出现棕色的原因是_。实验结论：本实验条件下，溶液中NO2、NO3的氧化性与溶液的酸碱性等有关。高温25（12分，每空2分）催化剂（1）2CaCO3+2SO2+O2=2CaSO4+2CO2（2）4NH3+6NO= 5N2+6H2O （3）SO2+ClO+H2O =SO42+Cl+2H+SO2在水中的溶解度大于NO；SO2在溶液中的还原性强于NO；SO2与NaClO溶液的反应速率大于NO21327（17分，（3）第二个离子方程式1分，其它每空2分）（1）KSCN 两个实验过程均有O2，但NaNO3溶液中无明显变化NO2+e+H2O= NO+2OH证实Fe2+被NO2氧化生成Fe3+（2）将NO通入FeSO4溶液中，溶液由浅绿色变黄色最后变棕色，将NO通入Fe2(SO4)3溶液中，无明显变化棕色溶液中的Fe(NO)2+受热生成Fe2+，加热有利于Fe2+被氧化为Fe3+，促进Fe3+水解，产生Fe(OH)3沉淀（3）Fe2+NO2+2CH3COOH= Fe3+NO+H2O+2CH3COOFe2+NO= Fe(NO)2+两层液体界面上H+、NO3与Fe2+反应，生成棕色的Fe(NO)2+北京市东城区2017-2018学年度第二学期高三综合练习（一）26.（13分）用钒钛磁铁矿为原料冶炼铁，产生一种固体废料，主要成分如下表。通过下列工艺流程可以实现元素Ti、Al、Si的回收利用，并得到纳米二氧化钛和分子筛。请回答下列问题：(1)步骤中进行分离操作的名称是 ，(2)下列固体废料的成分中，不属于碱性氧化物的是 （填字母序号）。 a. TiO2 b.MgO c.SiO2 d.CaO(3)熔融温度和钛的提取率关系如下图，适宜温度为500，理由是 。(4)滤液中溶质的成分是 。(5)步骤中发生反应的离子方程式是 。(6)将步骤中制取分子筛的化学方程式补充完整：根据成分表中数据，计算10 kg固体废料，理论上应再加入Na2 Si03物质的量的计算式是n( Na2SiO3)= mol（摩尔质量/g/mol ：SiO2 60 Al2O3 102）。27.（13分）氢气作为清洁能源有着广泛的应用前景，含硫天然气制备氢气的流程如下。请回答下列问题：I转化脱硫：将天然气压入吸收塔，30时，在TF菌作用下，酸性环境中脱硫过程示意图如右。(1)过程i中H2S发生了 （选填“氧化”或 “还原”）反应。(2)过程11的离子方程式是 。(3)已知：Fe3+在pH=l.9时开始沉淀，pH=3.2时沉淀完全。 30时，在T.F菌作用下，不同pH的FeS04溶液中Fe2+的氧化速率如下表。 请结合以上信息，判断工业脱硫应选择的最佳pH范围，并说明原因： 。蒸气转化：在催化剂的作用下，水蒸气将CH4氧化。结合下图回答问题。(4)该过程的热化学方程式是 。 比较压强P1和p2的大小关系：P1 p2（选填“”“”或“I2。(3)乙同学认为甲同学的结论不合理，分析原因：实验应有 I2生成，但却生成了Agl沉淀，因此推测实验中I2的生 成，与Cul沉淀有关，故不能确定氧化性：Cu2+I2，并用 右图装置进行验证。K闭合后，较长时间发现两侧溶 液均无明显变化。乙同学为了进一步判断Cu2+和I2 的氧化性强弱，将左侧电极改为Cu电极，并向右侧溶液中加入少量 （填试剂），发现指针偏转，且左侧溶液颜色加深，证明该条件下氧化性：Cu2+ I2（选填“”或“ t1)溶液无色、有大量SO42-检出I2，振荡后消失H2结合化学反应，解释上表中的现象：_。(6)综合实验证据说明影响I被氧化的因素及对应关系_。北京市丰台区2018届高三（一模）27（14分）亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的杀菌消毒剂，同时也是对烟气进行脱硫、脱硝的吸收剂。以氯酸钠（NaClO3）为原料制备NaClO2粗品的工艺流程如下图所示：粗产品NaClO2ClO2气体原料NaClO3H2SO4溶解试剂A反应母液H2O2NaOH溶液反应减压蒸发冷却结晶已知：i.纯ClO2易分解爆炸，空气中ClO2的体积分数在10%以下比较安全；ii.NaClO2在碱性溶液中稳定存在，在酸性溶液中迅速分解；iii.NaClO2饱和溶液在温度低于38时析出NaClO23H2O，等于或高于38时析出NaClO2晶体，高于60时分解成NaClO3和NaCl。（1）试剂A应选择 。（填字母）aSO2b浓硝酸cKMnO4（2）反应的离子方程式为 。（3）已知压强越大，物质的沸点越高。反应结束后采用“减压蒸发”操作的原因是 。（4）下列关于上述流程的说法中，合理的是 。（填字母）a反应进行过程中应持续鼓入空气b反应后得到的母液中，溶质的主要成分是NaClc反应中NaOH溶液应过量d冷却结晶时温度选择38，过滤后进行温水洗涤，然后在低于60下进行干燥，得到粗产品NaClO2采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。（5）在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度为323 K，NaClO2溶液浓度为5103mol/L。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表：离子SO42SO32NO3NO2Clc /（mol/L）8.351046.871061.51041.21053.4103写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式 。由实验结果可知，脱硫反应速率 （填“大于”或“小于”）脱硝反应速率。除SO2和NO在烟气中的初始浓度不同外，还可能存在的原因是 。（答出两条即可）28.（16分）碳酸亚铁（白色固体，难溶于水）是一种重要的工业原料，可用于制备补血剂乳酸亚铁，也可用作可充电电池的电极。某研究小组通过下列实验，寻找利用复分解反应制备FeCO3的最佳方案： 实验试剂现象滴管试管2mL0.8 mol/L FeSO4溶液（pH=4.5）1 mol/L Na2CO3溶液（pH=11.9）实验：立即产生灰绿色沉淀，5min后出现明显的红褐色0.8 mol/L FeSO4溶液（pH=4.5）1 mol/L NaHCO3溶液（pH=8.6）实验：产生白色沉淀及少量无色气泡，2min后出现明显的灰绿色0.8 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液（pH=4.0）1 mol/L NaHCO3溶液（pH=8.6）实验：产生白色沉淀及无色气泡，较长时间保持白色（1）实验I中红褐色沉淀产生的原因可用如下反应表示，请补全反应： Fe2+ + + H2O Fe(OH)3 + HCO3（2）实验II中产生FeCO3的离子方程式为 。（3）为了探究实验III中NH4+所起的作用，甲同学设计了实验IV进行探究：操作现象实验IV向0.8 mol/L FeSO4溶液中加入 ，再加入一定量Na2SO4固体配制成混合溶液（已知Na+对实验无影响，忽略混合后溶液体积变化）。再取该溶液一滴管，与2mL 1mol/L NaHCO3溶液混合与实验III现象相同实验IV中加入Na2SO4固体的目的是 。对比实验II、III、IV，甲同学得出结论：NH4+水解产生H+，降低溶液pH，减少了副产物Fe(OH)2的产生。乙同学认为该实验方案不够严谨，应补充的对比实验操作是： ，再取该溶液一滴管，与2mL 1mol/L NaHCO3溶液混合。（4）小组同学进一步讨论认为，定性实验现象并不能直接证明实验III中FeCO3的纯度最高，需要利用如图所示的装置进行定量测定。分别将实验I、II、III中的沉淀进行过滤、洗涤、干燥后称量，然后转移至A处的广口瓶中。 补全A中装置并标明所用试剂。 为测定FeCO3的纯度，除样品总质量外，还需测定的物理量是 。（5）实验反思：经测定，实验III中的FeCO3纯度高于实验I和实验II。通过以上实验分析，制备FeCO3实验成功的关键因素是 。26.（12分）化学家侯德榜创立了中国的制碱工艺，促进了世界制碱技术的发展。下图是纯碱工艺的简化流(1)写出CO2的电子式_。(2)用离子方程式表示纯碱工艺中HCO3-的生成_。(3)工业生产时先氨化再通CO2，顺序不能颠倒，原因是_。(4)滤液A中最主要的两种离子是_。(5)某小组设计如下实验分离滤液A中的主要物质。打开分液漏斗活塞，一段时间后，试管中有白色晶体生成，用化学原理解释白色晶体产生的原因_。 (6)某纯碱样品因煅烧不充分而含少量NaHCO3，取质量为m1的纯碱样品，充分加热后质量为m2，则此样品中碳酸氢钠的质量分数为_。28.（15分）研究+6价铬盐不同条件下微粒存在形式及氧化性，某小组同学进行如下实验：已知：Cr2O72- (橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+ H= +13.8 kJ/mol，+6价铬盐在一定条件下可被还原为Cr3+，Cr3+在水溶液中为绿色。(1)试管c和b对比，推测试管c的现象是_。(2)试管a和b对比，a中溶液橙色加深。甲认为温度也会影响平衡的移动，橙色加深不一定是c(H+)增大影响的结果；乙认为橙色加深一定是c(H+)增大对平衡的影响。你认为是否需要再设计实验证明？_（“是”或“否”），理由是_。(3)对比试管a、b、c的实验现象，得到的结论是_。(4)试管c继续滴加KI溶液、过量稀H2SO4，分析上图的实验现象，得出的结论是_；写出此过程中氧化还原反应的离子方程式_。(5)小组同学用电解法处理含Cr2O72-废水，探究不同因素对含Cr2O72-废水处理的影响，结果如下表所示（Cr2O