2024届高三化学一轮专题训练-电解质溶液综合题（含解析）

2024届高三化学一轮专题训练—电解质溶液综合题

1.(2022高三上•如皋月考)某电镀废水中含有银化物、铭(VI)等污染物，需要经过处理后才能排放。

(1)废水中铭(VI)主要以■和CrO；.形式存在，处理的方法是将铭(VI)还原为C产，再转化

为Cr(OH)3沉淀。常温下，Cr?O；与CrOj在溶液中存在如下平衡：

5。亍+HQ—2CrOj-+2H\该反应的平衡常数K=1x10一八

①若废水中Cr(VI)的总的物质的量浓度c[Cr(VI)]总=2c(Cr2O；)+c(CrO；)=0.2()lmo卜LL

要将废水中450；)：c(CrO：)调节为10()：1,则需调节溶液的pH二o(忽略调节pH

时溶液体积的变化)

②一种还原酸性废水中Cr(YI)的方法是向其中加入NaHSO.,写出所发生反应的离子方程

式：O

③一种还原酸性废水中Cr(VI)的方法是加入铁屑。实验发现，在不改变铁屑总量的情况下，加入

一定的烟道灰(一种细小的炭粒)，倍(VI)还原速率加快。加入烟道灰后倍(VI)还原速率加快的原因

是。

④一种微生物电池还原Cr(YI)的工作原理如图甲所示。电池工作时a电极发生的电极反应

(2)Fenton法去除氟化物的过程为H2O2在少量Fe?+催化作用下生成具有强氧化性的・0H(翔基自

由基)，QH将氟化物氧化为无毒物质。Fe?+催化H2O2生成9H的过程及・OH氧化氟化物的过程中会

发生如下反应：

2+3+-

Fe+H2O2=Fe+OH+OH

3+2++

Fe+H2O2=Fe+02H+H

Fe"+O2H=Fe"+O2T+H"

CbT+5.OH+FT=CO?T+N2T+3H2O

实验发现，反应相同时间，氟化物的去除率与溶液pH的关系如图乙所示。pH=2~4时，氟化物的

去除率随pH的增大而减小的原因

是________________________________________________________________________________________

2.(2022•柳州模拟)某炉渣主要成分有Tic)?、SiO2.AI2O3.MgO、CaO以及少量的FezC^。为节

约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

(NH4)2SO4热水氨水

酸酸溶渣热水母液②

已知：“焙烧”中，TiO2.SiO?几乎不发生反应，A12O3,MgO、CaO、Fe?O3转化为相应的硫酸

盐。在上述实验条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表。

金属离子Fe3+A产Mg2+Ca2+

开始沉淀的pH2.23.59.512.4

沉淀完全(c=1.0X10-5mol•I?)的pH3.24.711.113.8

回答下列问题：

(1)产生的"尾气”是4，

(2)在“分步沉淀'’时先加氨水调节pH=5,此时过滤所得滤渣主要成分

是;再向滤液中加入氨水调pH=l1.4,此时“母液①”中Mg2+的浓度为

mol-L-1o

(3)“水浸渣”的主要成分为刀。2、SiO?和；“酸溶”时，TiO?转化为TiO?-进入溶

液，则TiO?发生反应的化学方程式为.

(4)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，“水解”生成HJR沉淀，该反应的离广方程式

是

3.(2023•葫芦岛模拟)某油脂厂废弃的油脂加氢锲催化剂主要含金属Ni、AkFe及其氧化物，还有

少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的锲制备硫酸锲晶体(NiSO「7H2O)：

NaOH溶液稀H2sH2O2溶液NaOH溶液

废锲催化剂

滤液①滤渣②滤渣③

溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:

金属离子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+

开始沉淀时(c-0.01mol・LT)的pH7.23.72.27.5

沉淀完全时(c=L0xl0-5molLT)的pH8.74.73.29.0

回答下列问题:

(1)为回收金属，用稀硫酸将"滤液①''调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程

式

“滤液②''中含有的金属离子是,

(3)“转化”中可替代H2O2的物质是。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即如

图所示,“滤液③”中可能含有的杂质黑子为

NaOH溶液出。2溶液

滤渣③

(4)如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为l.OmolL-',则“调pH”应控制的pH范围

是

(5)硫酸银在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作锲镉电池正极材料的NiOOH。写出该

反应的离子方程式

(6)将分离出硫酸银晶体后的母液收集、循环使用，其意义是

4.(2023・嘉定模拟)氢氧化钠溶液处理铝土矿并过滤，得到含铝酸钠的溶液。向该溶液中通入二氯

化碳，有下歹I」反应：2Na[Al(OH)4]+CO2^2Al(OH)31+Na2CO.x+H2Oo

（1）上述五种物质中沸点最低物质的结构式为,由上述物质中的两种元素按原子个数

比1:1形成的离子化合物的电子式为（写一例）。

（2）请将Na、Al、O的原子半径和简单离子的半径分别按由小到大的顺序排列：

（用元素符号表示），（用离子符号表示）。

（3）①在上述混合物的组成元素中，与铝元素同周期的另一元素的原子共有种不同能

级的电子，该元素的最高价氧化物对应水合物与铝单质反应的离子反应方程式

为°

②已知A1N的熔点2200C,A1C13的熔点194℃,二者常温下均为固体，其熔点差异较大的原因

是o

（4）NaHCCh溶液中各含碳微粒按浓度由大到小的顺序排

列°

5.（2023・淮北模拟）钻盐在生活和生产中有着重要应用。

（1）干燥剂变色硅胶常含有CoCI〉常见氯化钻品体的颜色如下:

化学式CoCl2COC12H2OCOC12-2H2OCOC12-6H2O

颜色蓝色蓝紫色紫红色粉红色

变色硅胶吸水饱和后颜色变成，硅胶中添加CoC%的作

用o

（2）草酸钻是制备钻氧化物的重要原料，常用（NHJ2C2O4溶液和Co。？溶液制取难溶于水的

CoC204,2H2。晶体。

①常温下，（NHJC2O4溶液的PH7（填，”一或"v"）。（已知：常温下

5-5

K,（NHrH2O）=1.8xl（r,H2c204KM=5.6x10-2,Ka2=5.4x100）

②制取CoCzO/ZH2。晶体时，还需加入适量氨水，具作用

是________________________________________________________________________________________

③在空气中加热10.98g二水合草酸钻（CoC?。”ZH?。）,受热过程中在不同温度范围内分别得

到一种固体物质。已知Co的两种常见化合价为+2价和+3价，M（CoC2O4-2H2O）=183g.moE'。

温度范围/C150〜210290〜320

固体质量/g8.824.82

i.温度在15（）〜210℃范围内，固体物质为（填化学式，下同）；

ii.从210℃加热到290℃时生成一种钻的氧化物和CO?,此过程发生反应的化学方程式

是O

6.（2021高三上•青浦期末）乙烯是合成多种塑料的单体。我国科学家开发的特殊催化剂用CO?制备

CH2=CH2,有利于实现“双碳”目标。

k

主反应：2CO2（g）+6H2（g）,CH2=CH2（g）+4H2O（g）+127.8kJ

（1）在容积为2L的恒容密闭容器中充0.4molCO2（g）和L2molH2（g）,若只发生主反应，反应时间

2.0min,CO2的转化率为20%,在这段时间内CH2=CH?（g）的平均反应速率

为。

（2）在一定温度下，向恒容密闭容器中充入CCh（g）和HXg）,若只发生主反应，下列情况不能说

明反应达到平衡的是（填编号）。

A.混合气体密度保持不变B.混合气体总压强保持不变

C.乙烯体积分数保持不变D.平均摩尔质量保持不变

达到平衡后能提高CO2平衡转化率的措施是（任填一条）

（3）在Ah、At2、At3三种不同催化剂作用下（其他条件相同）只发生主反应，测得乙烯的净速率（v

正-Y逆）与温度关系如图所示。

乙

烯

的

净

速

率

催化效率最高的是（填“AL、“At2”或“At3”），A点的正反应速率（填“大于”“小

于'，或“等于”）逆反应速率。

在发生主反应的同时，还发生了副反应：CO2（g）+H2（g）^-HCOOH（g）

（4）一定温度下，在容积为2L的恒容密闭容器中充（）.4molCO2（g）和1.2molH2（g）同时发生了主反

应和副反应，达到平衡时CCh的转化率为45%,C2H4的选择性为80%,则该温度下，副反应的平衡

CH的浓度

常数K=.（结果保留2位小数）。提示：CM的选择性飞凤和汨OH的总浓度由00%

（5）O.lmolL-1的NaOH溶液和0.2mol-L-'的HCOOH（甲酸）溶液等体积混合，得到混合溶液的

pH<7,溶液中c（HCOOH）c（Na+）（填“大于”或“小于）要使c（HCOOH尸c（Na+）,可加

入o

7.（2022•绵阳模拟）高纯硫酸镒是合成银钻钵三元正极材料的原料，工业上可由菱镐矿（主要成分

MnCO3,还含有Fe、Mg、Ca、Na、K等元素）制备，工艺流程如图所示。回答下列问题：

（I）写出提高溶浸速率的两种可行措

施。

（2）写出得到粗品MnCQ,的离子方程式“

（3）由粗品MnCCh得到较纯MnCCh需要用纯水洗涤2・3次，洗涤粗品MnCCh的目的

是0

（4）常加入的绿色氧化剂x是,调节pH,制得无铁硫酸镭粗液，此时溶液的pH至少

为［当Fe3+浓度小于1x10-5mo1/L时,可以认为F3+沉淀完全,Ksp（Fe（OHh=l.0x10

（5）深度除杂步骤主要利用沉淀转化除去Ca?+和Mg2+,需适当增大溶液pH,其原因

是。滤渣2的主要成分

是O

（6）三元层状材料LiNi缈CouM6Mn（i+xp6O2是一类稳定性高的锂电池正极材料。若已知材料中Co

和Mn的化合价分别是+3和+4价，当x=0.4时，材料中Ni?4与Ni3+的数目比为。

8.（2U22•浦东模拟）利用辉铝矿冶炼铝的反应为：M（&⑸+4H2（g）+2Na2c：。3⑸.，M0（S）十2co（g）十

4H2O（g）+2Na2s（s）,将一定量反应物置于体积为2L的密闭容器中，测得平衡时氢气的体积分数随

温度的变化如下图所示。

完成下列填空:

（I）该反应的正反应为反应（选填“吸热”或“放热”）。某温度下，进行上述反应至5min

时，混合气体质量增加1.2g,则该时间段内的平均反应速率v（H?O）

（2）若开始反应时，扩大分器体积，则图中Hz的变化曲线将o（选填“上移”或“下移”）

（3）13001<时,，图中M点H20（g）的体积分数为；若此时往体系中再加入4molHz（g）

和4molH2O（g）,则平衡移动（选填“正向”、“逆向”或"不”），理由

（4）硫化钠俗称臭碱，浓溶液有臭鸡蛋气味。Na2s溶液中c（OH）c（H+）c（HS）4-

C（H2S）O（选填"V"、"A”或往Na2s溶液中通入空气，产生淡黄色浑浊且溶液pH升高,解释

其原因。_________________________________________________________________________________

9.（2022高三上•临汾期中）硫铁矿烧渣（主要成分为FezOcFqOcFeO、SiO?等）是生产硫酸的工

业废渣，其综合利用对环境保护具有现实意义。利用硫铁矿烧渣制备铁红和（NHJ2so,晶体的一种

工艺流程如下图（生产过程中所加试剂均足量）。

w・铁红

U活液Hi（NH5so涡体

回答下列问题:

（i）提高烧渣的浸取率，可采用的措施有

（至少写出两点）。

（2）滤液X中含有的金属阳离子是（填离子符号）；从滤液Y中获得（NHJ：SOJ晶

体，必须的操作步骤依次有（填标号）

A.加热蒸干B.蒸发浓缩C.冷却结品D.过滤E.萃取F.分液

（3）在空气中煨烧FeCC>3生成铁红的化学方程式为0

（4）上述生产流程中多处采用了过滤操作，实验室中完成相应的操作需要用到的玻璃仪器有烧杯

及o

（5）已知：室温下，FeCO,达到沉淀溶解平衡时，溶液的pH为8,c（Fe?+）为

LOxlO^molL-'o试通过简单计算说明在室温下，上述流程中所得FeCO?固体中是否混有

Fe(OH)2：

,7

{Ksp[Fe(OH)2]=4.9xlO}0

10.（2022・贵州模拟）马FI夫扑［Mn（H2Po4上2+0］和碱式碳酸铜［Cu2（OH）2co4具有广讶用途。某化

工厂拟以软镒矿（含MnO?和少量FciO；^SiOz）和辉铜矿（含Cu2s和少量SiO2>FC2O3）为原料生产马R

夫盐和碱式碳酸铜，其工艺流程如下图所示。

软镒矿和

辉铜矿

己知：①MnCh有较强的氧化性，能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫；

204

②该条件下：KsP[Fe（OH）3]=l.Ox10-38,KSP[CU（OH）2]=I.OxIO,KsPlMn（OH）2]=1.0xlO'o

问答下列问题：

（1）滤渣1的主要成分是（写化学式），酸浸时，Cu2s和MnCh反应的化学方程式

为o

（2）检验浸出液中是否含有Fe?+,可用KaFe（CN»溶液，浸出液中含有Fe?+的现象

是。

（3）试剂x为某种酸式盐，从产品纯度来看，x最好为（写化学式）。

（4）本工艺中可循环使用的物质是（写化学式）。

（5）若浸出液中c（Mn2+）=c（Cu2+）=1.0mol-L1,则流程中调节浸出液pH=a,其中a的范围为

（当离子浓度01.0x10-5molL」时,沉淀完全）。

（6）除Fe3+也可以用合适的萃取剂，Fe3+的萃取率与pH的关系如图所示，pH>1.7后，随pH增

大，F/+萃取率下降的原因

是

1.7pH

IL（2022・威海模拟）确被誉为现代工业、国防与尖端技术的维生素，创造人间奇迹的桥梁。工业上

从某电镀污泥（含有Cuje、以及少量的Au）中提取粗硫，同时获得副产品重辂酸钾、金属铜

和会的工艺流程如图所示。

烧碱、空气稀硫酸Na2sO3溶液

电镀污泥华上沉渣t中卜>浸出液呼言原卜》粗碇

NazfrOj溶液产品aK?产品h

I酸化12202。7溶液—>|操作^02。7晶体

已知：①沉淀时c（CJ+）与pH的关系

c(3)pH

开始沉淀10'mol17'3.68

沉淀完全10-5mobI7l5

②溶解度

溶解度K2Cr2O7NaCl

100℃95.1g39.8g

25℃4.6g36g

回答下列问题:

（1）“燃烧''时气体与固体原料逆流而行，目的

是「搬烧”时CjO,发生反应的化学方程式

为_________________________________________

（2）金在（填操作单元名称）过程中回收。已知浸出液中含有TeOSO」每得到128g

碗，理论上消耗（）.8mol-L-Na2sO3溶液的体积为L。

（3）根据相关物质溶解度特点分析“操作a”的步骤：向NazC^O,溶液中加入KC1固体，

（填操作名称，下同），使NaCl结晶析出后,再得到KQ/）,晶

体。

（4）铭（VI）毒性很高，工业上常用铁和石墨作电极，处理含Cr2。；的酸性废水。通电后Cr2。:

先转变为C产，一段时间后变成Cr（OH）3沉淀而被除去。其中铁电极的作用是电子导体

和，当电解后溶液中C产浓度为

0.01mol•匚1时，其开始沉降时废水的pH为o

12.(2022攀枝花模拟)硫酸锌广泛用于涂料、皮革等行业。工业上用锌白矿(土要成分为ZnO,还含

有PbO、FeO、Fe。、CuO、Si6等杂质)制备硫酸锌的流程如图:

®40%HJO2

②物质B

…r…T罩"粉

锌白矿一T酸浸一^1」T号铜网鼻乳工调结pR_也^_也血#-也邈g—---ZnSOj7H?。成品

4102烹3

已知：①工业条件下，部分金属阳离子M"开始沉淀和完全沉淀时的pH值如图：

75

②相关常数:KsP(ZnS)=2.1x|0-22,Kal(H2S)=l.OxlO-,Ka2(H2S)=7.OxlO',

Ka(CH3COOH)=1.8x10-5o

回答下列问题：

(1)滤渣1的主要成分为、。

(2)“沉铜”操作时添加的物质A可以是Zn或Fe。与使用Zn相比，使用Fe的不足之处

是0

(3)加入物质B调节pH。下列物质中，不能作为物质B使用的是(填选项)；滤渣3中

除物质B外，还含有的主要物质是。

A.ZnOB.ZnCOaC.Zn(OH)2D.ZIB(OH)8cI2H2O

(4)调节“滤液3”pH值的范围是9.5~o

(5)滤液4经过加热蒸发、冷却结晶••等操作得到硫酸锌晶体，其中不同降温方式的冷却结晶

得到晶体的颗粒大小及其质量分数如图所示。如果需要得到较小的硫酸锌晶粒，宜选用

的方式进行降温结晶。

2<M>400600Kin100()I2<N»

•HJ大小/am

(6)滤液4经一系列操作后制得ZnSOr7H2O,最终残留的酸性废液中含有ZnSO,。除去酸性废

液中ZM+的方法是：在酸性废液中加入一定量CH3coONa后，再通入H2s生成ZnS沉淀。处理后的

溶液中部分微粒浓度为:

微粒H2sCH3COOHCH3C00

浓度(mol-L”)0.100.100.18

则：处理后的溶液pH=,溶液中c(Zn2+)=moILL

13.(2022•柯桥模拟)常温下,用O.lOOOmol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol/LHQ溶液时，当氢

氧化钠溶液的体积从19.98mL变为20.02mL时，溶液的pH发生突变，请回答下列问题：(已知

lg2=0.3,lg5=0.7)

(1)pH突跃范围是：；

(2)请写出上述结果的计算过

程：

14.(2023・忻州模拟)从铜电解液(主要含Cu?+、NP\Fe2+>Fe3+>Ca2*>ZM+等)中提纯得到粗硫

酸像晶体，为了进一步纯化并回收胆研品体，某课题小组设计了如图流程：

已知：相关离子浓度为O.lmol/L时，形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:

金属离子Cu2+Fe2+Fe3+Ca2+Zn2+Ni2+

开始沉淀的pH4.26.31.511.86.26.9

沉淀完全的uH6.78.32.813.88.28.9

(1)为加快“水浸”时的浸出率，可采取的措施有(任写一点)。

（2）为了使“溶液1”中的反应充分进行，需要通入稍过量的H?S,写出Fc3+与H2s发生反应的离

子方程式：o

（3）请结合离子方程式解释向“溶液2”中加入Ni（OH）2的原

因________________________________________________________________________________________

（4）“操作X”为在（填仪器名称）中加热至，冷却结晶、过滤、洗

涤、干燥后得到结晶水合物晶体。

（5）若“溶液3”中Ca2+的浓度为O.OOlmol/L,取等体积的NiF?溶液与该溶液混合，要使反应结束

时c（Ca2+）＜l（Tmoi/L,则所加NiFz溶液的浓度至少为mol/Lo[已知室温下Ksp（CaF2）=4x10"

"]

（6）室温下选择萃取剂P2M二乙基己基磷酸，用HR表示），其萃取原理为

nHR+Mn+=MR“+nH+,试剂a为（填化学式）。溶液pH对几种离子的萃取率的影响如图，则

萃取锌时，应控制pH的范围为3〜4,请解粹原

因：______________________________________________________________________________________

15.（2022•宝山模拟）

（I）I.联氨（N2H4）及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N2H4与N2O4反应能放出大量的热。

在25℃时•，l.OOgN2H4⑴与足量NzOMl）完全反应生成N?（g）和H2O（1）,放出19.14kJ的热量。写出

该反应的热化学方程式。

（2）II.NCh是氮的常见氧化物，能自发发生如下反应：2NO2（g）^N2O4（g）AH=-57.20kJ/mol

写出该反应的平衡常数表达式K=o己知：在一定温度下的密闭容器中，该

反应已达到平衡。保持具他条件不变，卜列措施能提高NOz转化率的是。

a.减小NO2的浓度b.降低温度c.增大压强d.升高温度

（3）III.Na2c03俗称纯碱，是生活中的常用物质。某化学兴趣小组的同学对Na2co3溶液显碱性

的原因进行了探究，设计了如下实验方案进行操作并记录实验现象。

实验操作实验现象

取少量Na2c03固体，加入无水酒精，充分振荡、静置溶液为无色

取上层清液于试管中，滴加酚甑试剂溶液为无色

在试管中继续加入少量水溶液变为红色

向该红色溶液中滴加足量BaCb溶液（中性）红色褪去

①该实验表明，Na2c03溶液显碱性的原因是_______________________________________________

（诸结合化学用语，简要说明）。

②从形成盐的酸和碱的强弱角度看，Na2co3属于盐。

③为了使Na2c03溶液中一点的比值变小，可适量加入（或通入）的物质是________。

c（CC）3）

a.CO2气体b.KOH固体c.HC1气体d.Na2cO3固体

16.（2022♦重庆市模拟）铳（Sc）是一种稀土金属，铳及其化合物在宇航、电子、超导等方面有着广泛

的用途。钛白粉中含有Fc、TiOrSc2。?等多种成分，用酸化后的钛白废水富集铳，并向收氧化铳

（SC2O3）的工艺流程如下:

椎碱酸.气凝化帔

双•小溶液

*辄化快

0整盘般敏水

回答下列问题:

（1）“萃取"时Ti"、Fe12\Sc»均进入有机相中，则在“洗涤”时加入口2。2的目的

是o

（2）“滤渣1”的主要成分是SC（OH）3、（写化学式）。

（3）在“调pH”时先加氨水调节pH=3,此时过滤所得滤渣主要成分是；再向滤液

中加入氨水调pH=6,此时滤液中Sc?+的浓度为mol.L-1;检验含Sc?+滤液中是否含

39

Fe3-的试剂为（写化学式）。（已知：/Csp[Fe（OH）3]=2.6xl（r;

3,

Ksp[Sc（OH）3]=9.0xlQ-）o

（4）“沉铳”时用到草酸。已知草酸的（1=5.6x10-2；（2=i.5xl（）T；则在25℃HtpH=3的

草酸溶液中eg2。；）：C（H2C2O4）=。

（5）写出草酸铳在空气中“焙烧”时反应的化学方程

式O

（6）钛白酸性废水中Sc?*含量10.0~20.0mg【T,该工艺日处理钛白酸性废水10（）.0m‘，理论

上能生产含80%氧化铳的产品最多kg（保留2位有效数字）。

17.（2023高三下•河北开学考）利用软镒矿（主要成分是MnCh,其中还含有少量CaO、MgO.SiCh、

AI2O3等杂质）制取高纯硫酸镒的工艺流程如下图所示。

铁屑、稀硫酸CaCCXMnFz

1

软钵矿一-A浸取沉铁、铝A深度除[I…MnSO,晶体

已知：常温下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:

)

氢氧化物Fe(0H3Fe(OH)2Mn(OH)2A1(OH)3

开始沉淀pH1.56.57.73.8

沉淀完全pH3.79.79.85.2

常温下，一些难溶电解质的溶度积常数如下表:

难溶电解质MnF：CaF2MgFz

5.3x10-3

KsP51.5x101°7.4x10"

回答下列问题:

（1）“浸取”时，铁屑与MnO?反应生成F/+的离子方程式

为;“浸出液”需要鼓入一段时间空气后，再进行“沉铁”的

原因是，

⑵“沉铁、铝”时，加CaC。?控制溶液pH的范围是；完全沉淀时，金属离子

51

浓度为IxlO-mol-L,则常温下KsPrFe（0H）3]=

（3）深度除杂中加入MnF2可以除去钙离子、镁离子的原因是

（用平衡原理解释，已知：K>105可以认为反应几乎完全进行）。

（4）用石墨和金属Mn作电极，电解硫酸镭溶液可以制取金属锦，其中金属Mn应与电源

（填“正”或"负”）极相连；阳极产生标准状况下体积为4.48L气体时，理论上可以制取

gMno

18.(2022金山模拟)Ss在300℃左右会分解成S2,过程中吸收热量；烟气中的SO?可催化还原成硫

蒸气，主要涉及以下反应：

①2sO2(g)+CK(g).*ySs(g)+CO2(g)+2H2O(g)4-Q1(Qi>0)

4

②2sO2(g)+CH4(g)US2(g)+CO2(g)4-2H2O(g)+Q2(Q2>0)

在容积固定的2L密闭容器中，通入2moiSCh和1molChh,一定条件下发生上述反应。完成下

列填空：

(I)Q.Q2(选填或"V")。能说明反应已达平衡状态的是。(选填编号)

A.CO?物质的量浓度不变B.气体密度不变

C.容器内压强不变D.容器内SCh与CK的物质的量之比不变

(2)如图为相同时间内测得S02的转化率随温度变化情况。

a点是否已达到化学平衡状态？(选填“是”或“否”)。随着温度升高，SCh转化率先升后降

的原因

是________________________________________________________________________________________

(3)如图为某温度时，，SO?和CH4的物质的量随时间变化情况。

0~2h内，V(CH4)=o温度不变，若要提高SCh的平衡转化率可采取

的措施是(任写一条)。

(4)烟气中的SO?常用氨水吸收。向氨水中通入SCh,测得溶液的pH与各含硫组分物质的量分

数的关系如图所示。溶液的pH=7时，n(SO5)•n(HSO3)~。氨水吸收烟气中SO?后，经

02催化氧化可得到硫酸盐。控制合适的温度，随着氧化的进行，溶液的pH(选或“增大”

或“减小”)。

19.(2023•常德模拟)制化氢(HCN)分子被认为是生命起源中重要的中间体之一，主要应用于电镀

业、采矿业等，可制造各种树脂单体。迄今为止，它所产生的与生物相关联的化合物种类最多。

(1)HCN的合成

氟化氢可用甲烷氨氧化法合成，其热化学反应方程式为：

I200-IWC

CH4(g)+NH3(g)「2HCN(g)+3H2(g)AH

相关化学键的键能数据如下表:

化学键C-HN-HONH-H

E(kJ/mol)414393891436.4

上述反应的为____________________

(2)HCN的性质

已知25c时有关弱电解质的电离平衡常数如下表:

弱电解质化学

CH3COOHHCNH2CO3HNO2NH3H2O

式

K,=4.3x10“

电离平衡常数1.8x10-54.9x10-'°7.2x1071.8x10-5

K?=5.6xl(T"

①HCN具有酸性，能与氨水发生反应：HCN+NH3H2ONH：+CN+H2O,此反应在常

温下的平衡常数K约为；NH4CN溶液呈__________性。

②已知可发生如下反应：NaCN+HNO2=HCN+NaNO2,NaCN+HF=HCN+NaF,

NaF+HNO2=NaNO2+HF,则HF的电离平衡常数的范围

为:

③在KCN溶液中通入少量的二氧化碳，其离子反应方程式为：o

④浓度均为0.Imol/L的NaCN与HCN的混合溶液中，以下推断正确的是。

A.混合溶液pH约为9.3

B.2C（H*）=C（CN-）+C（HCN）+2C（OH-）

C.C（Na+）＞C（CNj＞C（HCN）＞C”）＞C（OH）

（3）HCN和CbT的处理

①HCN是一种无色、有毒、易溶于水的气体，易在空气中均匀弥散，并易产生爆炸。国家重点

实验室对密闭空间内的HCN气体进行了消毒研究，研究中采用NH*HQ2气雾、NM-H2。?气

(

£

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越

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H

消毒效果对比

②工业生产中含冢（CN-）废水主要来源于选矿、有色金属冶炼等工'也，对于含氟废水都应高度重

视并妥善处理，国家关于废水中总氟浓度排放标准为《（）.5mg/L。某工厂实验室针对不同浓度焦亚

硫骏钠（Na2，。,）处理含氟废水情况展开研究。反应如卜.：

S,O1+2CV+20,+H,。=2CNO-+2H++2SO]

如图为氧化后CN-的浓度变化，如果你是工厂研究人员，你认为应选择多大浓度的Na2s2O5溶液

最合理，请回答并说明理

由

10O

0

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&4.59(

3.兴

E05)

)3Z.型

弱5

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O4

焦亚硫酸钠浓度(g/L)

不同浓度焦亚硫酸钠在氧化后CN的浓度变化

20.(2022•安徽模拟)某工厂废水中含有Zn2+、Cd2\A声、Fe2\Fe3\SCh"等离子，可以通过“降

温结晶一化学沉淀一溶剂萃取”的方法对金属离子分别进行分离和回收，图1展示了实验开发的金属

回收工艺。

回答下列问题：

(1)取200mL废水置于烧杯中，水浴加热至60C,搅拌的同时按照化学计量数之比加入硫酸镂

固体，待其完全溶解后，在低温时搅拌析出钱明矶晶体，其化学式为NH4Al(SO4)2・12H?O,发生反应

的化学方程式为o

(2)降温结晶除掉了废水中大部分铝元素，还需将剩余铝、铁元素去除，故降温结晶、过滤后，

向滤液中加入X溶液，将废水中的Fe?+完全氧化为FQ+,再调节pH为4.9.根据题意可推知X的电子

式为;滤渣1的主要成分是(填化学式)。

(3)工业上常采用有机磷酸类萃取剂冷。4来回收硫酸锌。如果没有设计萃取这•步骤，将会产

生的影响是;滤渣2的主要成分是_

(填化学式)；己知AI(OH)3在强碱溶液中生成AI(OH)4]•，口滤渣2性质类似AI(OH)3,请写出滤渣

2与强碱溶液反应的离子方程式o

(4)为提高资源利用率，水相经过滤得到的废液可在实验工艺流程中步骤循环使

fflo

答案解析部分

+3+

1.(1)4.5；Cr2O；-+3HSO；+5H=2Cr4-3SO；-+4H2O；形成原电池，且铁作负极，加快反应速

率；CH3COOH+2H2O-8e=2CO2t+8II*

(2)随pH的升高，H2O2分解为Ch的速率加快，导致H2O2浓度减小;使Fe2+催化H2O2产生0H的

能力减弱，c(OH)减小：溶液的酸性减弱，OH氧化CN-的能力减弱

(1)①若废水中Cr(VI)的总的物质的量浓度c[Cr(VI)]总=2c(CrQ；)+《CrO：-)=0.201molL

,,要将废水中《50；){CrO；)调节为100：1,则c(Cr2O；)=0.1mol/L,c(CrO：)

=0.001mol/L,K「(C0).：(H)=000]c(H1⑶》4,cCH^lxlO^mol/L,需调节溶液的

c(Cr2O；-)0.1

pH=4.5o

②在酸性溶液中，NaHSCh还原Cr?。；，生成C产、SO；等，发生反应的离子方程式：Cr?0；+3

HSO；+5H=2Cr3++3SO：-+4比0。

③还原酸性废水中Cr(VI)的方法是加入铁屑、加入一定的烟道灰(一种细小的炭粒)，Fe、C、含铭

(V【)酸性废水形成原电池，加快铭(VI)的还原速率。则加入烟道灰后铭(VI)还原速率加快的原因是：

形成原电池，且铁作负极，加快反应速率。

④电池工作时，a电极CH3co0H转化为CO2,C元素的价态升高，发生氧化反应，则a电极为负

极，发生的电极反应为CH3co0H+2H2O-8e=2CO2T+8H+。答案为：4.5；Cr2O；~+3HSQ-

+5H+=2C「3++3SO:+4H2O；形成原电池，且铁作负极，加快反应速率：CH3co0H+2H2。-8仃

=2CO2T+8H+；

(2)从图中可以看出，pH=2~4时，氟化物的去除率随pH的增大而减小，则表明c(・OH)减小、氧

化能力减弱，原因是：随pH的升高，H2O2分解为02的速率加快，导致H2O2浓度减小；使Fc2+催

化H2O2产生OH的能力减弱，c(OH)减小；溶液的酸性减弱，9H氧化CN的能力减弱。答案为：

随pH的升高，H2O2分解为02的速率加快，导致H2O2浓度减小；使Fe2+催化H2O2产生QH的能力

减弱，c(・OH)减小；溶液的酸性减弱，・0H氧化CN-的能力减弱。

U)①根据pH=lgc(H+)计算；

+3+

②酸性溶液中，NaHSOa与Cr2O^发生反应CjO；+3HSO；+5H=2Cr+3SO：+4H?0；

③形成原电池可加快反应速率；

+

④a电极CH3coOH转化为CO2,电极反应为CH3COOH+2H2O-8C=2CO2f+8H；

(2)随pH的升高，H2O2分解为Ch的速率加快，导致H2O2浓度减小；使Fe2+催化H2O2产生,OH

的能力减弱，c(・OH)减小；溶液的酸性减弱，QH氧化CN-的能力减弱。

2.(1)NH3

56

(2)Fe(OH),、A1(OH)S；l.OxIO

(3)CaSO41TiO,+H2SQ4=TiOSO4+H,O

2++

(4)TiO+2H2O=H2TiO31+2H

炉渣(主要成分有TiOz、SiOa>AI2O3、MgO、炉O以及少量的FezCh)在“焙烧”过程中,TKh、

SiCh几乎不发生反应,AI2O3、MgO、CaO、FMh分别转化为A12(SCh)3、MgSCh、CaSO4fD

Fe2(SO4)3,尾气中含有NH3；用热水“水浸”焙烧后的产物，问所得溶液中加入氨水，分步沉淀，得到

相应的氢氧化物沉淀；水浸渣经过酸溶，TiCh转为TiO2+进入溶液，过滤除去不溶于酸的SiCh和

CaSO4；向所得滤液中加入热水，水解得到HzTiCh。

⑴根据物质分析，A12O3,MgO、CaO、Fe?。?转化为相应的硫酸盐，故焙烧过程中产生的尾气为

NH30

⑵根据题中表格，pH=5时氏3+、A产完全沉淀，故此时过滤所得滤渣主要成分是Fe(OH)3、

AI(0H)3；Mg2+沉淀完全时dMg2+)=1.0x10-smol?",此时溶液则c(OH-尸

292+251292

1.0x1O-moi?E'，故Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg)c(OH)=1.0xl0molLx(