五年2018-2022高考化学真题按知识点分类汇编10-氧化还原反应方程式的配平(含解析)
展开五年2018-2022高考化学真题按知识点分类汇编10-氧化还原反应方程式的配平(含解析)
一、单选题
1.(2022·北京·高考真题)捕获和转化可减少排放并实现资源利用,原理如图1所示。反应①完成之后,以为载气,以恒定组成的混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到,在催化剂上有积碳。
下列说法不正确的是
A.反应①为;反应②为
B.,比多,且生成速率不变,可能有副反应
C.时刻,副反应生成的速率大于反应②生成速率
D.之后,生成的速率为0,是因为反应②不再发生
2.(2020·浙江·高考真题)是硅酸盐水泥的重要成分之一,其相关性质的说法不正确的是
A.可发生反应:
B.具有吸水性,需要密封保存
C.能与,反应生成新盐
D.与足量盐酸作用,所得固体产物主要为
二、多选题
3.(2022·河北·高考真题)科学家研制了一种能在较低电压下获得氧气和氢气的电化学装置,工作原理示意图如图。
下列说法正确的是
A.电极b为阳极
B.隔膜为阴离子交换膜
C.生成气体M与N的物质的量之比为2:1
D.反应器I中反应的离子方程式为4[Fe(CN)6]3—+4OH—4[Fe(CN)6]4—+O2↑+2H2O
三、填空题
4.(2020·江苏·高考真题)次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠(C3N3O3Cl2Na)都是常用的杀菌消毒剂。 NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠.
(1)NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备 NaClO的离子方程式为__________;用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是__________________。
(2)二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于60%。通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理为
准确称取1.1200g样品,用容量瓶配成250.0mL溶液;取25.00mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5min;用Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液20.00mL。
①通过计算判断该样品是否为优质品_______。(写出计算过程, )
②若在检测中加入稀硫酸的量过少,将导致样品的有效氯测定值____________(填“偏高”或“偏低”)。
四、实验题
5.(2022·北京·高考真题)煤中硫的存在形态分为有机硫和无机硫(、硫化物及微量单质硫等)。库仑滴定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。其主要过程如下图所示。
已知:在催化剂作用下,煤在管式炉中燃烧,出口气体主要含。
(1)煤样需研磨成细小粉末,其目的是___________。
(2)高温下,煤中完全转化为,该反应的化学方程式为___________。
(3)通过干燥装置后,待测气体进入库仑测硫仪进行测定。
已知:库仑测硫仪中电解原理示意图如下。检测前,电解质溶液中保持定值时,电解池不工作。待测气体进入电解池后,溶解并将还原,测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值,测定结束,通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。
①在电解池中发生反应的离子方程式为___________。
②测硫仪工作时电解池的阳极反应式为___________。
(4)煤样为,电解消耗的电量为x库仑,煤样中硫的质量分数为___________。
已知:电解中转移电子所消耗的电量为96500库仑。
(5)条件控制和误差分析。
①测定过程中,需控制电解质溶液,当时,非电解生成的使得测得的全硫含量偏小,生成的离子方程式为___________。
②测定过程中,管式炉内壁上有残留,测得全硫量结果为___________。(填“偏大”或“偏小”)
6.(2022·江苏·高考真题)实验室以二氧化铈()废渣为原料制备含量少的,其部分实验过程如下:
(1)“酸浸”时与反应生成并放出,该反应的离子方程式为_______。
(2)pH约为7的溶液与溶液反应可生成沉淀,该沉淀中含量与加料方式有关。得到含量较少的的加料方式为_______(填序号)。
A.将溶液滴加到溶液中 B.将溶液滴加到溶液中
(3)通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程,可制备含量少的。已知能被有机萃取剂(简称HA)萃取,其萃取原理可表示为
(水层)+3HA(有机层)(有机层)+(水层)
①加氨水“中和”去除过量盐酸,使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是_______。
②反萃取的目的是将有机层转移到水层。使尽可能多地发生上述转移,应选择的实验条件或采取的实验操作有_______(填两项)。
③与“反萃取”得到的水溶液比较,过滤溶液的滤液中,物质的量减小的离子有_______(填化学式)。
(4)实验中需要测定溶液中的含量。已知水溶液中可用准确浓度的溶液滴定。以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂,滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色,滴定反应为。请补充完整实验方案:①准确量取溶液[约为],加氧化剂将完全氧化并去除多余氧化剂后,用稀硫酸酸化,将溶液完全转移到容量瓶中后定容;②按规定操作分别将和待测溶液装入如图所示的滴定管中:③_______。
五、工业流程题
7.(2022·河北·高考真题)以焙烧黄铁矿(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝颜料。工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)红渣的主要成分为_______(填化学式),滤渣①的主要成分为_______(填化学式)。
(2)黄铁矿研细的目的是_______。
(3)还原工序中,不生成S单质的反应的化学方程式为_______。
(4)工序①的名称为_______,所得母液循环使用。
(5)沉铁工序产生的白色沉淀中的化合价为_______,氧化工序发生反应的离子方程式为_______。
(6)若用还原工序得到的滤液制备和,所加试剂为_______和_______(填化学式,不引入杂质)。
8.(2022·辽宁·统考高考真题)某工厂采用辉铋矿(主要成分为,含有、杂质)与软锰矿(主要成分为)联合焙烧法制各和,工艺流程如下:
已知:①焙烧时过量的分解为,转变为;
②金属活动性:;
③相关金属离子形成氢氧化物的范围如下:
开始沉淀
完全沉淀
6.5
8.3
1.6
2.8
8.1
10.1
回答下列问题:
(1)为提高焙烧效率,可采取的措施为_______。
a.进一步粉碎矿石 b.鼓入适当过量的空气 c.降低焙烧温度
(2)在空气中单独焙烧生成,反应的化学方程式为_______。
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为:①充分浸出和;②_______。
(4)滤渣的主要成分为_______(填化学式)。
(5)生成气体A的离子方程式为_______。
(6)加入金属Bi的目的是_______。
(7)将100kg辉铋矿进行联合焙烧,转化时消耗1.1kg金属Bi,假设其余各步损失不计,干燥后称量产品质量为32kg,滴定测得产品中Bi的质量分数为78.5%。辉铋矿中Bi元素的质量分数为_______。
9.(2021·全国·高考真题)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:
(1)的一种制备方法如下图所示:
①加入粉进行转化反应的离子方程式为_______,生成的沉淀与硝酸反应,生成_______后可循环使用。
②通入的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为_______;若反应物用量比时,氧化产物为_______;当,单质碘的收率会降低,原因是_______。
(2)以为原料制备的方法是:先向溶液中加入过量的,生成碘化物;再向混合溶液中加入溶液,反应得到,上述制备的总反应的离子方程式为_______。
(3)溶液和溶液混合可生成沉淀和,若生成,消耗的至少为_______。在溶液中可发生反应。实验室中使用过量的与溶液反应后,过滤,滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量的原因是_______。
10.(2021·河北·统考高考真题)绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺,该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料,不产生废弃物,实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是_______(填元素符号)。
(2)工序①的名称为__。
(3)滤渣I的主要成分是__(填化学式)。
(4)工序③中发生反应的离子方程式为_______。
(5)物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH,此时发生的主要反应的化学方程式为__,可代替NaOH的化学试剂还有_______(填化学式)。
(6)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序_______(填“①”或“②”或“③”或“④”)参与内循环。
(7)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为__。(通常认为溶液中离子浓度小于10-5mol•L-1为沉淀完全;A1(OH)3+OH-⇌Al(OH):K=100.63,Kw=10-14,Ksp[A1(OH)3]=10-33)
11.(2021·湖南·统考高考真题)可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中,铈(Ce)主要以形式存在,还含有、、、等物质。以独居石为原料制备的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)铈的某种核素含有58个质子和80个中子,该核素的符号为_______;
(2)为提高“水浸”效率,可采取的措施有_______(至少写两条);
(3)滤渣Ⅲ的主要成分是_______(填化学式);
(4)加入絮凝剂的目的是_______;
(5)“沉铈”过程中,生成的离子方程式为_______,常温下加入的溶液呈_______(填“酸性”“碱性”或“中性”)(已知:的,的,);
(6)滤渣Ⅱ的主要成分为,在高温条件下,、葡萄糖()和可制备电极材料,同时生成和,该反应的化学方程式为_______
12.(2021·辽宁·统考高考真题)从钒铬锰矿渣(主要成分为、、)中提铬的一种工艺流程如下:
已知:pH较大时,二价锰[](在空气中易被氧化.回答下列问题:
(1)Cr元素位于元素周期表第_______周期_______族。
(2)用溶液制备胶体的化学方程式为_______。
(3)常温下,各种形态五价钒粒子总浓度的对数[]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中,“沉钒”过程控制,则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为_______(填化学式)。
(4)某温度下,、的沉淀率与pH关系如图2。“沉铬”过程最佳pH为_______;在该条件下滤液B中_______【近似为,的近似为】。
(5)“转化”过程中生成的离子方程式为_______。
(6)“提纯”过程中的作用为_______。
13.(2021·湖北·统考高考真题)废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值,其主要组成为CuIn0.5Ga0.5Se2。某探究小组回收处理流程如图:
回答下列问题:
(1)硒(Se)与硫为同族元素,Se的最外层电子数为___;镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第IIIA族,CuIn0.5Ga0.5Se2中Cu的化合价为___。
(2)“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为____。
(3)25℃时,已知:Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5,Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35,Ksp[In(OH)3]≈1.0×10-33,Ksp[Cu(OH)2]≈1.0×10-20,“浸出液”中c(Cu2+)=0.01mol·L-1。当金属阳离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时沉淀完全,In3+恰好完全沉淀时溶液的pH约为___(保留一位小数);若继续加入6.0mol·L-1氨水至过量,观察到的实验现象是先有蓝色沉淀,然后___;为探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解,计算反应Ga(OH)3+NH3·H2O[Ga(OH)4]-+NH的平衡常数K=___。
(已知:Ga3++4OH-[Ga(OH)4]- K′=≈1.0×1034)
(4)“滤渣”与SOCl2混合前需要洗涤、干燥,检验滤渣中SO是否洗净的试剂是___;“回流过滤”中SOCl2的作用是将氢氧化物转化为氯化物和___。
(5)“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为___。
14.(2021·福建·统考高考真题)四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品具有广泛的用途。一种以钼精矿(主要含,还有、的化合物及等)为原料制备四钼酸铵的工艺流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)“焙烧”产生的气体用_______吸收后可制取氮肥。
(2)“浸出”时,转化为。提高单位时间内钼浸出率的措施有_______(任写两种)。温度对内钼浸出率的影响如图所示。当浸出温度超过后,钼的浸出率反而降低,主要原因是温度升高使水大量蒸发,导致_______。
(3)“净化”时,浸出液中残留的、转化为沉淀除去。研究表明,该溶液中和pH的关系为:。为了使溶液中的杂质离子浓度小于,应控制溶液的pH不小于_______。(已知:;和的分别为35.2和17.2)
(4)“净化”后,溶液中若有低价钼(以表示),可加入适量将其氧化为,反应的离子方程式为_______。
(5)“沉淀”时,加入的目的是_______。
(6)高温下用还原(NH4)2Mo4O13可制得金属钼,反应的化学方程式为_______。【已知:(NH4)2Mo4O13受热分解生成】
15.(2021·江苏·高考真题)以锌灰(含ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3、SiO2)和Fe2(SO4)3为原料制备的ZnFe2O4脱硫剂,可用于脱除煤气中的H2S。脱硫剂的制备、硫化、再生过程可表示为
(1)“除杂”包括加足量锌粉、过滤加H2O2氧化等步骤。除Pb2+和Cu2+外,与锌粉反应的离子还有___(填化学式)。
(2)“调配比”前,需测定ZnSO4溶液的浓度。准确量取2.50mL除去Fe3+的ZnSO4溶液于100mL容量瓶中,加水稀释至刻度;准确量取20.00mL稀释后的溶液于锥形瓶中,滴加氨水调节溶液pH=10,用0.0150mol·L-1EDTA(Na2H2Y)溶液滴定至终点(滴定反应为Zn2++Y4-=ZnY2-),平行滴定3次,平均消耗EDTA溶液25.00mL。计算ZnSO4溶液的物质的量浓度___(写出计算过程)。
(3)400℃时,将一定比例H2、CO、CO2和H2S的混合气体以一定流速通过装有ZnFe2O4脱硫剂的硫化反应器。
①硫化过程中ZnFe2O4与H2、H2S反应生成ZnS和FeS,其化学方程式为___。
②硫化一段时间后,出口处检测到COS。研究表明ZnS参与了H2S与CO2生成COS的反应,反应前后ZnS的质量不变,该反应过程可描述为___。
(4)将硫化后的固体在N2:O2=95:5(体积比)的混合气体中加热再生,固体质量随温度变化的曲线如图所示。在280~400℃范围内,固体质量增加的主要原因是___。
16.(2021·重庆·统考高考真题)电镀在工业生产中具有重要作用,某电镀厂生产的废水经预处理后含有和少量的Cu2+、Ni2+,能够采用如图流程进行逐一分离, 实现资源再利用。
已知: Ksp(CuS)=6.3 ×10-36和Ksp(NiS)=3.0×10-19
回答下列问题:
(1)中Cr元素的化合价为_______。
(2)还原池中有Cr3+生成,反应的离子方程式为_______。
(3)沉淀1为Cr(OH)3,其性质与Al(OH)3相似,则Cr(OH)3与NaOH溶液反应的化学方程式_______。
(4)Na2S溶液呈碱性的原因是_______(用离子方程式表示),沉淀2为_______。
(5)若废水中还含有Cd2+,pH=4时Cd2+的浓度为_______mol·L-1,用该结果说明Cd2+影响上述流程进行分离的原因是_______(设H2S平衡浓度为1.0× 10-6mol·L-1。已知:H2S的K1=1.0×10-7,K2=7.0×10-15,Ksp(CdS)=7.0×10-27)
17.(2020·北京·高考真题)用如图方法回收废旧CPU中的单质Au(金),Ag和Cu。
已知:①浓硝酸不能单独将Au溶解。②HAuCl4=H++AuCl
(1)酸溶后经____操作,将混合物分离。
(2)浓、稀HNO3均可作酸溶试剂。溶解等量的Cu消耗HNO3的物质的量不同,写出消耗HNO3物质的量少的反应的化学方程式:____。
(3)HNO3-NaCl与王水[V(浓硝酸):V(浓盐酸)=1:3溶金原理相同。
①将溶金反应的化学方程式补充完整:
Au+____NaCl+____HNO3=HAuCl4+____+____+____NaNO3
②关于溶金的下列说法正确的是____。
A.用到了HNO3的氧化性
B.王水中浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性
C.用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解
(4)若用Zn粉将溶液中的1molHAuCl4完全还原,则参加反应的Zn的物质的量是____mol。
(5)用适当浓度的盐酸、NaCl溶液、氨水与铁粉,可按照如图方法从酸溶后的的溶液中回收Cu和Ag(图中标注的试剂和物质均不同)。
试剂1是____,物质2是____。
六、原理综合题
18.(2021·天津·统考高考真题)CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2,S8受热分解成气态S2,发生反应,回答下列问题:
(1)CH4的电子式为___________,CS2分子的立体构型为___________。
(2)某温度下,若S8完全分解成气态S2。在恒温密闭容器中,S2与CH4物质的量比为2∶1时开始反应。
①当CS2的体积分数为10%时,CH4的转化率为___________。
②当以下数值不变时,能说明该反应达到平衡的是___________(填序号)。
a.气体密度b.气体总压c.CH4与S2体积比d.CS2的体积分数
(3)一定条件下,CH4与S2反应中CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析,生成CS2的反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600~650℃的条件下进行此反应,不采用低于600℃的原因是___________。
(4)用燃煤废气(含N2、O2、SO2、CO2、H2O、NOx等)使尾气中的H2S转化为单后硫S,可实现废物利用,保护环境,写出其中一个反应的化学方程式___________。
19.(2020·全国·统考高考真题)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:
(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许______离子通过,氯气的逸出口是_______(填标号)。
(2)次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ(X)=,X为HClO或ClO−]与pH的关系如图(b)所示。HClO的电离常数Ka值为______。
(3)Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为______。
(4)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧化反应,每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为_____mol;产生“气泡”的化学方程式为____________。
(5)“84消毒液”的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是______(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产1000 kg该溶液需消耗氯气的质量为____kg(保留整数)。
20.(2019·江苏·高考真题)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为________。
(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为
NO+NO2+2OH−2+H2O
2NO2+2OH−++H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有________(填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②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)。
(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl−和,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________。
七、元素或物质推断题
21.(2019·浙江·高考真题)固体化合物X由3种元素组成。某学习小组进行了如下实验:
请回答:
(1) 由现象1得出化合物X含有________元素(填元素符号)。
(2) 固体混合物Y的成分________(填化学式)。
(3) X的化学式________。X与浓盐酸反应产生黄绿色气体,固体完全溶解,得到蓝色溶液,该反应的化学方程式是________。
参考答案:
1.C
【详解】A.由题干图1所示信息可知,反应①为,结合氧化还原反应配平可得反应②为,A正确;
B.由题干图2信息可知,,比多,且生成速率不变,且反应过程中始终未检测到,在催化剂上有积碳,故可能有副反应,反应②和副反应中CH4和H2的系数比均为1:2,B正确;
C.由题干反应②方程式可知,H2和CO的反应速率相等,时刻可知,H2的流速为2mmol/min,而CO流速v(范围1
故答案为:C。
2.D
【分析】将Ca3SiO5改写为氧化物形式后的化学式为:3CaO·SiO2,性质也可与Na2SiO3相比较,据此解答。
【详解】A.Ca3SiO5与NH4Cl反应的方程式为:Ca3SiO5+4NH4Cl CaSiO3+2CaCl2+4NH3↑+2H2O,A正确;
B.CaO能与水反应,所以需要密封保存,B正确;
C.亚硫酸的酸性比硅酸强,当二氧化硫通入到Ca3SiO5溶液时,发生反应:3SO2+H2O+ Ca3SiO5=3 CaSO3+H2SiO3,C正确;
D.盐酸的酸性比硅酸强,当盐酸与Ca3SiO5反应时,发生反应:6HCl+ Ca3SiO5=3CaCl2+H2SiO3+2H2O,D不正确;
故选D。
3.BD
【分析】由图可知,a电极为阳极,碱性条件下[Fe(CN)6]4—离子在阳极失去电子发生氧化反应生成[Fe(CN)6]3—离子,催化剂作用下,[Fe(CN)6]3—离子与氢氧根离子反应生成[Fe(CN)6]4—离子、氧气和水,b电极为阴极,水分子作用下DHPS在阴极得到电子发生还原反应生成DHPS—2H和氢氧根离子,催化剂作用下,DHPS—2H与水反应生成DHPS和氢气,氢氧根离子通过阴离子交换膜由阴极室向阳极室移动,则M为氧气、N为氢气。
【详解】A.由分析可知,b电极为电解池的阴极,故A错误;
B.由分析可知,氢氧根离子通过阴离子交换膜由阴极室向阳极室移动,则隔膜为阴离子交换膜,故B正确;
C.由分析可知,M为氧气、N为氢气,由得失电子数目守恒可知,氧气和氢气的的物质的量之比为1:2,故C错误;
D.由分析可知,反应器I中发生的反应为催化剂作用下,[Fe(CN)6]3—离子与氢氧根离子反应生成[Fe(CN)6]4—离子、氧气和水,反应的离子方程式为4[Fe(CN)6]3—+4OH—4[Fe(CN)6]4—+O2↑+2H2O,故D正确;
故选BD。
4. NaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO,HClO见光分解
根据物质转换和电子得失守恒关系:
得
氯元素的质量:
该样品的有效氯为:
该样品的有效氯大于60%,故该样品为优质品 偏低
【详解】(1) 由题意可知,氯气通入氢氧化钠中产生次氯酸钠,同时产生氯化钠,反应的离子方程式为:;次氯酸钠溶液长期暴露在空气中会吸收空气中的二氧化碳气体,因次氯酸酸性比碳酸弱,因此次氯酸钠可以与二氧化碳在水中反应产生HClO,HClO具有不稳定性,在受热或见光条件下会发生分解反应,产生HCl和O2,从而是次氯酸钠失效,故答案为:;NaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO,HClO见光分解;
(2) ①由题中反应可知,在酸性条件产生HClO,HClO氧化碘离子产生碘单质,碘单质再用硫代硫酸钠滴定,结合反应转化确定物质之间的关系为:, ,根据物质转换和电子得失守恒关系:得n(Cl)=0.5=,
氯元素的质量:m(Cl)= =0.03550g,该样品中的有效氯为: =63.39%,
该样品中的有效氯大于60%,故该样品为优质品
故答案为:n(S2O)=,根据物质转换和电子得失守恒关系:,得n(Cl)=0.5=,
氯元素的质量:m(Cl)= =0.03550g,该样品中的有效氯为: =63.39%,
该样品中的有效氯大于60%,故该样品为优质品
②如果硫酸的用量过少,则导致反应不能充分进行,产生的HClO的量偏低,最终导致实验测得的有效氯含量会偏低,
故答案为:偏低;
5.(1)与空气的接触面积增大,反应更加充分
(2)2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑
(3) SO2+I+2H2O=3I—+SO+4H+ 3I——2e—=I
(4)
(5) I2+I—=I 偏小
【详解】(1)煤样研磨成细小粉末后固体表面积增大,与空气的接触面积增大,反应更加充分,故答案为:与空气的接触面积增大,反应更加充分;
(2)由题意可知,在催化剂作用下,硫酸钙高温分解生成氧化钙、二氧化硫和水,反应的化学方程式为2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑,故答案为:2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑;
(3)①由题意可知,二氧化硫在电解池中与溶液中I反应生成碘离子、硫酸根离子和氢离子,离子方程式为SO2+I+2H2O=3I—+SO+4H+,故答案为:SO2+I+2H2O=3I—+SO+4H+;
②由题意可知,测硫仪工作时电解池工作时,碘离子在阳极失去电子发生氧化反应生成碘三离子,电极反应式为3I——2e—=I,故答案为:3I——2e—=I;
(4)由题意可得如下关系:S—SO2—I—2e—,电解消耗的电量为x库仑,则煤样中硫的质量分数为×100%=,故答案为:;
(5)①当pH<1时,非电解生成的碘三离子使得测得的全硫含量偏小说明碘离子与电解生成的碘反应生成碘三离子,导致消耗二氧化硫的量偏小,反应的离子方程式为I2+I—=I,故答案为:I2+I—=I;
②测定过程中,管式炉内壁上有三氧化硫残留说明硫元素没有全部转化为二氧化硫,会使二氧化硫与碘三离子反应生成的碘离子偏小,电解时转移电子数目偏小,导致测得全硫量结果偏低,故答案为:偏小。
6.(1)2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O
(2)B
(3) 有利于提高Ce3+的萃取率 适当提高硝酸的浓度;充分振荡分液漏斗;用适量萃取剂分多次反萃取 、H+
(4)从滴定管中准确放出25.00 mL 溶液于锥形瓶中,加入几滴指示剂苯代邻氨基苯甲酸,向锥形瓶中滴加溶液,边滴加边振荡锥形瓶至溶液颜色恰好由紫红色变为亮黄色,且30s内颜色不变,记录滴加溶液的体积;重复以上操作2~3次
【分析】首先用稀盐酸和过氧化氢溶液酸浸二氧化铈废渣,得到三价铈,加入氨水调节pH后用萃取剂萃取其中的三价铈,增大三价铈浓度,之后加入稀硝酸反萃取其中的三价铈,再加入氨水和碳酸氢铵制备产物。
【详解】(1)根据信息反应物为与,产物为和,根据电荷守恒和元素守恒可知其离子方程式为:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O;
(2)反应过程中保持少量即可得到含量较少的,故选B;
(3)去除过量盐酸,减小氢离子浓度,使(水层)+3HA(有机层)(有机层)+(水层)的化学平衡右移,利于提高Ce3+的萃取率,故答案为:有利于提高Ce3+的萃取率;
根据平衡移动原理可知,应选择的实验条件是:适当提高硝酸的浓度;充分振荡分液漏斗;用适量萃取剂分多次反萃取;
③“反萃取”得到的水溶液中含有浓度较大的、H+,氨水和溶液均显碱性,可以和、H+反应,生成沉淀的同时也发生中和反应,因此过滤后溶液中、H+的物质的量均减小,故答案为:、H+;
(4)从滴定管中准确放出25.00 mL 溶液于锥形瓶中,加入几滴指示剂苯代邻氨基苯甲酸,向锥形瓶中滴加溶液,边滴加边振荡锥形瓶至溶液颜色恰好由紫红色变为亮黄色,且30s内颜色不变,记录滴加溶液的体积;重复以上操作2~3次。
7.(1) Fe2O3 SiO2
(2)增大固液接触面积,加快反应速率,提高黄铁矿的利用率
(3)7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤
(5) +2; 6Fe(NH4)2Fe(CN)6++6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+
(6) H2O2 NH3·H2O
【分析】已知黄铁矿高温煅烧生成Fe2O3,反应原理为:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,故产生的红渣主要成分为Fe2O3和SiO2,将红渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加热充酸浸,反应原理为:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,过滤出滤渣①,主要成分为SiO2,向滤液中加入黄铁矿进行还原,将Fe3+还原为Fe2+,由(3)小问可知不生成S沉淀,则硫元素被氧化为,反应原理为:14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2+16H+,然后进行工序①为蒸发浓缩、冷却结晶,得到FeSO4晶体和母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4,加水溶解FeSO4晶体,向所得溶液中加入(NH4)2SO4、K4[Fe(CN)6]并用H2SO4调节溶液的pH为3,进行沉铁过程,反应原理为:Fe2++2+[Fe(CN)6]3-=Fe(NH4)2Fe(CN)6↓,然后过滤出沉淀,洗涤后加入H2SO4和NaClO3进行氧化步骤,反应原理为:6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ +6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6,过滤、洗涤干燥即制得Fe(NH4)Fe(CN)6,据此分析解题。
【详解】(1)由分析可知,红渣的主要成分为:Fe2O3,滤渣①的主要成分为:SiO2,故答案为:Fe2O3;SiO2;
(2)黄铁矿研细的主要目的是增大固液接触面积,加快反应速率,提高黄铁矿的利用率,故答案为:增大固液接触面积,加快反应速率,提高黄铁矿的利用率;
(3)由分析可知,还原工序中,不产生S单质沉淀,则硫元素被氧化为,反应原理为:14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2+16H+,故化学方程式为:7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,故答案为:7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4;
(4)由分析可知,工序①的名称为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,所得母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4可以循环利用,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤;
(5)沉铁工序中产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为+2价和[Fe(CN)6]4-中的+3价,由分析可知,氧化工序所发生的离子方程式为:6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ +6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6,故答案为:+2;6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ +6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6;
(6)由分析可知,还原工序所得的滤液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4,向滤液中先加入一定量的H2O2溶液将Fe2+完全氧化为Fe3+,在向氧化后的溶液中加入氨水至不再产生沉淀为止,过滤洗涤,对沉淀进行灼烧,即可制得Fe2O3·x H2O和(NH4)2SO4,故所需要加入的试剂为H2O2和NH3·H2O,故答案为:H2O2;NH3·H2O。
8.(1)ab
(2)
(3)抑制金属离子水解
(4)SiO2
(5)
(6)将Fe3+转化为Fe2+
(7)24.02%
【分析】已知①焙烧时过量的分解为,转变为,在空气中单独焙烧生成和二氧化硫,经过酸浸,滤渣为二氧化硅,与浓盐酸生成A氯气,滤液中含有Bi3+、Fe3+,加入Bi将Fe3+转化为Fe2+,调节pH得到,据此分析解题。
【详解】(1)为提高焙烧效率,可采取的措施为:进一步粉碎矿石增大与氧气的接触面积;鼓入适当过量的空气 使燃烧更加充分,故选ab;
(2)在空气中单独焙烧生成和二氧化硫,反应的化学方程式为;
(3)“酸浸”中由于铁离子、Bi3+易水解,因此溶浸时加入过量浓盐酸的目的是防止FeCl3及BiCl3水解生成不溶性沉淀,提高原料的浸出率;过量浓盐酸的作用为:①充分浸出和;②抑制金属离子水解;
(4)由于SiO2不溶于酸和水中,故滤渣的主要成分为SiO2;
(5)A为氯气,生成气体A的离子方程式为;
(6)金属活动性:,Fe3+在pH为1.6时则产生沉淀,为了铁元素不以沉淀形式出现故加入金属Bi将Fe3+转化为Fe2+,形成氯化亚铁溶液;
(7)辉铋矿中Bi元素的质量分数为。
9. 2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I- AgNO3 FeI2+Cl2= I2+FeCl2 I2、FeCl3 I2被过量的进一步氧化 4 防止单质碘析出
【详解】(1) ①由流程图可知悬浊液中含AgI ,AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag,FeI2易溶于水,在离子方程式中能拆,故加入粉进行转化反应的离子方程式为2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I-,生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环中,故答案为:2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I-;AgNO3;
②通入的过程中,因I-还原性强于Fe2+,先氧化还原性强的I-,若氧化产物只有一种,则该氧化产物只能是I2,故反应的化学方程式为FeI2+Cl2= I2+FeCl2,若反应物用量比时即过量,先氧化完全部I-再氧化Fe2+,恰好将全部I-和Fe2+氧化,故氧化产物为I2、FeCl3,当即过量特别多,多余的氯气会与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应,单质碘的收率会降低,故答案为:FeI2+Cl2= I2+FeCl2;I2、FeCl3;I2被过量的进一步氧化;
(2)先向溶液中加入计量的,生成碘化物即含I-的物质;再向混合溶液中(含I-)加入溶液,反应得到,上述制备的两个反应中I-为中间产物,总反应为与发生氧化还原反应,生成和,根据得失电子守恒、电荷守恒]及元素守恒配平离子方程式即可得:,故答案为:;
(3) 溶液和溶液混合可生成沉淀和,化学方程式为4KI+2CuSO4=2CuI +I2+2K2SO4,若生成,则消耗的至少为4mol;反应中加入过量,I-浓度增大,可逆反应平衡右移,增大溶解度,防止升华,有利于蒸馏时防止单质碘析出,故答案为:4;防止单质碘析出。
10. Fe、Cr 溶解浸出 MgO、Fe2O3 2Na++2+2CO2+H2O=+2NaHCO3↓ 4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O Na2CO3 ② 8.37
【分析】由题给流程可知,铬铁矿、氢氧化钠和空气在高温下连续氧化发生的反应为,在熔融氢氧化钠作用下,Fe(CrO2)2被氧气高温氧化生成铬酸钠和氧化铁,氧化铝与熔融氢氧化钠反应转化为偏铝酸钠,氧化镁不反应;将氧化后的固体加水溶解,过滤得到含有氧化镁、氧化铁的滤渣1和含有过量氢氧化钠、铬酸钠、偏铝酸钠的滤液;将滤液在介稳态条件下分离得到铬酸钠溶液、氢氧化钠溶液和偏铝酸钠溶液;向铬酸钠溶液中通入过量的二氧化碳得到重铬酸钠和碳酸氢钠沉淀;向偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳气体得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠;向滤渣1中通入二氧化碳和水蒸气,氧化镁与二氧化碳和水蒸气反应转化为碳酸氢镁溶液;碳酸氢镁溶液受热分解得到碳酸镁固体和二氧化碳、水蒸气,二氧化碳、水蒸气可以在工序②循环使用;碳酸镁高温煅烧得到氧化镁。
【详解】(1)由分析可知,高温连续氧化工序中被氧化的元素是铁元素和铬元素,故答案为:Fe、Cr;
(2)由分析可知,工序①为将氧化后的固体加水溶解浸出可溶性物质,故答案为:溶解浸出;
(3)由分析可知,滤渣Ⅰ的主要成分是氧化铁和氧化镁,故答案为:MgO、Fe2O3;
(4)工序③中发生的反应为铬酸钠溶液与过量的二氧化碳反应生成重铬酸钠和碳酸氢钠沉淀,反应的离子方程式为2Na++2+2CO2+H2O= +2NaHCO3↓,故答案为:2Na++2+2CO2+H2O= +2NaHCO3↓;
(5)碳酸氢钠代替高温连续氧化工序中的氢氧化钠发生的主要反应为高温下,,Fe(CrO2)2与氧气和碳酸氢钠反应生成铬酸钠、氧化铁、二氧化碳和水,反应的化学方程式为4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O;若将碳酸氢钠换为碳酸钠也能发生类似的反应,故答案为:4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O;
(6)热解工序产生的混合气体为二氧化碳和水蒸气,将混合气体通入滤渣1中可以将氧化镁转化为碳酸氢镁溶液,则混合气体最适宜返回工序为工序②,故答案为:②;
(7)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的反应为,反应的平衡常数为K1====1013.37,当为10—5mol/L时,溶液中氢离子浓度为=mol/L=10—8.37mol/L,则溶液的pH为8.37,故答案为:8.37。
11. 适当升高温度,将独居石粉碎等 Al(OH)3和Fe(OH)3 促使铝离子沉淀 ↑ 碱性 3++6=6+9CO↑+6H2O
【分析】焙烧浓硫酸和独居石的混合物、水浸,转化为Ce2(SO4)3和H3PO4,与硫酸不反应,转化为Al2(SO4)3,转化为Fe2(SO4)3,转化为CaSO4和HF,酸性废气含HF;后过滤,滤渣Ⅰ为和磷酸钙、FePO4,滤液主要含H3PO4,Ce2(SO4)3,Al2(SO4)3,Fe2(SO4)3,加氯化铁溶液除磷,滤渣Ⅱ为FePO4;聚沉将铁离子、铝离子转化为沉淀,过滤除去,滤渣Ⅲ主要为氢氧化铝,还含氢氧化铁;加碳酸氢铵沉铈得Ce2(CO3)3·nH2O。
【详解】(1)铈的某种核素含有58个质子和80个中子,则质量数为58+80=138,该核素的符号为;
(2)为提高“水浸”效率,可采取的措施有适当升高温度,将独居石粉碎等;
(3)结合流程可知,滤渣Ⅲ的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3;
(4)加入絮凝剂的目的是促使铝离子沉淀;
(5)用碳酸氢铵“沉铈”,则结合原子守恒、电荷守恒可知生成的离子方程式为↑;铵根离子的水解常数Kh()=≈5.7×10-10,碳酸氢根的水解常数Kh()==≈2.3×10-8,则Kh()
12.(1) 4 VIB
(2)FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
(3)
(4) 6.0 1×10-6
(5)Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O
(6)防止pH较大时,二价锰[]被空气中氧气氧化,转化为MnO2附在Cr(OH)3的表面,使产物不纯
【分析】分析本工艺流程图可知,“沉钒”步骤中使用氢氧化铁胶体吸附含有钒的杂质,滤液中主要含有Mn2+和Cr3+,加热NaOH“沉铬”后,Cr3+转化为固体A为Cr(OH)3沉淀,滤液B中主要含有MnSO4,加入Na2S2O3主要时防止pH较大时,二价锰[]被空气中氧气氧化,Cr(OH)3煅烧后生成Cr2O3,“转化”步骤中的反应离子方程式为:Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O,据此分析解题。
【详解】(1)Cr是24号元素,价层电子对排布式为:3d54s1,根据最高能层数等于周期序数,价电子数等于族序数,故Cr元素位于元素周期表第4周期VIB族,故答案为:4;VIB;
(2)用溶液制备胶体的化学方程式为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl,故答案为:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl;
(3)常温下,各种形态五价钒粒子总浓度的对数[]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中,=-2,从图中可知, “沉钒”过程控制,=-2时,与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为,故答案为:;
(4)某温度下,、的沉淀率与pH关系如图2,由图中信息可知“沉铬”过程最佳pH为6.0;则此时溶液中OH-的浓度为:c(OH-)=10-8mol/L,在该条件下滤液B中==1×10-6,故答案为:6.0;1×10-6;
(5)由分析可知,“转化”过程中生成的离子方程式为Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O,故答案为:Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O;
(6)由分析可知,“提纯”过程中的作用为防止pH较大时,二价锰[]被空气中氧气氧化,转化为MnO2附在Cr(OH)3的表面,使产物不纯,故答案为:防止pH较大时,二价锰[]被空气中氧气氧化,转化为MnO2附在Cr(OH)3的表面,使产物不纯。
13.(1) 6 +1
(2)Cu2O+H2O2+2H2SO4=2CuSO4+3H2O
(3) 4.7 蓝色沉淀溶解,溶液变成深蓝色 2.0×10-6
(4) HCl溶液、BaCl2溶液 作溶剂
(5)GaCl3+NH3GaN+3HCl
【分析】废旧CIGS首先焙烧生成金属氧化物,之后再用硫酸和过氧化氢将氧化亚铜中+1价铜氧化为+2价,再加氨水分离氢氧化铜,过滤,氨水过量氢氧化铜再溶解,用SOCl2溶解,以此解题。
【详解】(1)硫为第VIA族元素,硒(Se)与硫为同族元素,故Se的最外层电子数为6,镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第IIIA族,则根据正负化合价为零则可以知道CuIn0.5Ga0.5Se2中Cu的化合价为+1;
(2)“酸浸氧化”为酸性条件下H2O2烧渣中Cu2O反应,其方程式为:Cu2O+H2O2+2H2SO4=2CuSO4+3H2O;
(3)In3+恰好完全沉淀时,,故答案是PH=4.7;蓝色沉淀是氢氧化铜,继续滴加氨水会生成四氨合铜离子,这时氢氧化铜会溶解,故答案是蓝色沉淀溶解,溶液变成深蓝色;由反应方程式可知,由K′=≈1.0×1034,得即,代入数据可知K=2.0×10-6;
(4)检验滤渣中SO是否洗净可以加入强酸和含钡离子的盐,故试剂是HCl溶液、BaCl2溶液;通过“回流过滤”分为两部分滤渣和滤液,故SOCl2的另一个作用是作溶剂;
(5)高温气相沉积”过程中是氨气和GaCl3反应,其方程式为:GaCl3+NH3GaN+3HCl。
14.(1)氨水
(2) 适当升温、搅拌、增加用量(增大浓度)等 晶体析出,混入浸渣
(3)3.9
(4)
(5)提供,使充分转化为沉淀析出
(6)
【分析】钼精矿(主要含,还有、的化合物及等)通入氧气焙烧得到、CuO、Fe2O3、SiO2和SO2,焙烧产生的气体主要为SO2;、CuO、Fe2O3、SiO2加Na2CO3、H2O浸出,转化为,铜、铁大多转化为氢氧化物,SiO2不反应,浸渣为SiO2、氢氧化铁、氢氧化铜等,浸出液含和少量Cu2+、Fe2+,加(NH4)2S净化,Cu2+、Fe2+转化CuS、FeS沉淀,滤渣为CuS、FeS,滤液主要含,滤液中加NH4NO3、HNO3进行沉淀得到(NH4)2Mo4O13·2H2O。
【详解】(1)“焙烧”产生的气体为SO2,用氨水吸收后可制取氮肥硫酸铵;
(2)“浸出”时,提高单位时间内钼浸出率即提高反应速率,措施有适当升温、搅拌、增加用量(增大浓度)(任写两种);当浸出温度超过后,钼的浸出率反而降低,主要原因是温度升高使水大量蒸发,导致晶体析出,混入浸渣;
(3)和的分别为35.2和17.2,则Ksp(CuS)=10-35.2,Ksp(FeS)=10-17.2,要使Cu2+浓度小于,则S2-浓度大于mol/L=10-29.2mol/L,要使Fe2+浓度小于,则S2-浓度大于mol/L=10-11.2mol/L,综述:c(S2-)>10-11.2mol/L,c(S2-)=10-11.2mol/L时,lg(10-11.2)=pH-15.1,pH=15.1-11.2=3.9,综上所述,为了使溶液中的杂质离子浓度小于,应控制溶液的pH不小于3.9;
(4)溶液中若有低价钼(以表示),可加入适量将其氧化为,则氧化剂为,还原产物为-2价的O,还原剂为,氧化产物为,则反应的离子方程式为;
(5)由流程可知“沉淀”时,产生的沉淀为(NH4)2Mo4O13·2H2O,因此加入的目的是提供,使充分转化为沉淀析出;
(6)高温下用还原(NH4)2Mo4O13可制得金属钼,结合得失电子守恒、原子守恒可知反应的化学方程式为。
15.(1)Fe3+、H+
(2)0.7500mol·L-1
(3) ZnFe2O4+3H2S+H2ZnS+2FeS+4H2O ZnS+CO2=ZnO+COS;ZnO+H2S=ZnS+H2O
(4)ZnS和FeS部分被氧化为硫酸盐
【分析】锌灰含ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3、SiO2,加入稀硫酸浸取,SiO2和硫酸不反应,过滤出SiO2,所得溶液中含有硫酸锌、硫酸铅、硫酸铜、硫酸铁、硫酸,加足量锌粉,硫酸铜、硫酸铁、硫酸都能与锌反应,加H2O2氧化,再加入硫酸铁调节锌、铁的配比,加入碳酸氢钠沉锌铁,制得脱硫剂ZnFe2O4。
(1)
“除杂”加足量锌粉,硫酸铜、硫酸铁、硫酸都能与锌反应,除Pb2+和Cu2+外,与锌粉反应的离子还有Fe3+、H+。
(2)
根据Zn2++Y4-=ZnY2-,可知20.00mL稀释后的溶液中含ZnSO4的物质的量为0.025L×0.015mol·L-1=3.75×10-4mol;ZnSO4溶液的物质的量浓度为;
(3)
①硫化过程中ZnFe2O4与H2、H2S反应生成ZnS和FeS,铁元素化合价由+3降低为+2、氢气中H元素化合价由0升高为+1,根据得失电子守恒,其化学方程式为ZnFe2O4+3H2S+H2ZnS+2FeS+4H2O;
②硫化一段时间后,出口处检测到COS。研究表明ZnS参与了H2S与CO2生成COS的反应,反应前后ZnS的质量不变,ZnS为催化剂,该反应过程可描述为ZnS+CO2=ZnO+COS;ZnO+H2S=ZnS+H2O;
(4)
在280~400℃范围内,ZnS和FeS吸收氧气,ZnS和FeS部分被氧化为硫酸盐,固体质量增加。
16.(1)+6
(2)
(3)Cr(OH)3+ NaOH = NaCrO2 + 2H2O
(4) S2- + H2O HS- + OH- CuS
(5) 1.0×10 -7mol/L 在沉淀池2中进行的沉淀Cu2+反应需要调节溶液体系pH=4,经过计算可以发现此时c(Cd2+)<1.0×10-5mol/L,可以认为Cd2+与Cu2+此时均完全沉淀,即沉淀2是CuS和CdS的混合物而无法准确分离开
【分析】废水经预处理后含有和少量的、,题目要对其中所含离子进行逐一分离, 实现资源再利用。这是解题的关键,根据要求“逐一分离”这一点,结合流程及题目给出的信息,可以推断沉淀1、沉淀2、沉淀3分别为、CuS、NiS。
(1)
利用化合物中元素化合价代数和为0来解答,不过这里的是离子,所以各元素化合价代数和等于该离子所带的电荷数(要带上正负),即:若假设,则2x+7×(-2)=-2,可得x=+6,
故答案为:+6;
(2)
从流程可知,还原池中加入了含有和少量的、废水,和用于调节溶液酸碱性的,且还原池中有生成,即转变成了,依据氧化还原反应的规律可推断转变为,按照电子守恒和质量守恒即可写出正确的离子反应方程式:,
故答案为:;
(3)
的性质与相似,依据反应,可以写出与NaOH溶液反应的化学方程式,
故答案为:;
(4)
溶液呈碱性是由于盐类水解,是多元弱酸的正盐,水解反应分两步进行:第一步,第二步;沉淀池2和沉淀池3都是利用溶液进行分离,结合可知,CuS更容易沉淀,故沉淀2为CuS;
故答案为:;CuS;
(5)
H2S的、,pH=4时,,则,而沉淀池2中进行的沉淀反应需要调节溶液体系pH=4,此时,可以认为Cd2+与Cu2+此时均完全沉淀,即沉淀2是CuS和CdS的混合物而无法准确分离开;
故答案为:;在沉淀池2中进行的沉淀Cu2+反应需要调节溶液体系pH=4,经过计算可以发现此时c(Cd2+)<1.0×10-5mol/L,可以认为Cd2+与Cu2+此时均完全沉淀,即沉淀2是CuS和CdS的混合物而无法准确分离开。
17. 过滤 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 4 5 NO 2H2O 4 AC 2
NaCl溶液 Fe、Cu
【分析】废旧CPU中的单质Au(金),Ag和Cu,加入硝酸酸化后,金不反应,Ag和Cu转化为铜离子和银离子的混合溶液,含金的溶液中加入硝酸和氯化钠的混合溶液,金转化为HAuCl4,HAuCl4经锌粉还原分离得到金,由此分析。
【详解】(1) Au(金),Ag和Cu经酸溶后得到金、铜离子和银离子的混合溶液,将固体和液体分开的的操作是过滤,将混合物分离;
(2)铜与稀硝酸反应的化学方程式为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)+2NO↑+4H2O;溶解1molCu消耗HNO3的物质的量为mol;铜与浓硝酸反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,溶解1molCu消耗HNO3的物质的量为4mol;消耗HNO3物质的量少的反应的化学方程式为铜与稀硝酸的反应,化学方程式为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
(3)①根据化合价的变化规律可知,金的化合价从0价升高到+3价,作还原剂,硝酸作氧化剂,从+5价降低到+2价,产物有一氧化氮生成,根据质量守恒,生成物中还有水,化学方程式为:Au+4NaCl+5HNO3=HAuCl4+2H2O+NO↑+4NaNO3;
②A.溶金过程中硝酸的化合价降低,作氧化剂,具有强氧化性,用到了HNO3的氧化性,故A正确;
B.王水中V(浓硝酸):V(浓盐酸)=1:3,金与浓硝酸表面生成致密的氧化膜,不反应,王水中浓盐酸中提供了氯离子,利于生成四氯合金离子,利于金与硝酸的反应,主要作用增强硝酸的氧化性,故B错误;
C.HNO3-NaCl与王水[V(浓硝酸):V(浓盐酸)=1:3溶金原理相同,则用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解,故C正确;
答案选AC;
(4)由于HAuCl4=H++AuCl,若用Zn粉将溶液中的1molHAuCl4完全还原,HAuCl4中金的化合价为+3价,被锌还原为0价,锌的化合价从0价升高到+2价,参加反应的Zn的物质的量x,锌的化合价从0价升高到+2价,根据得失电子守恒可知:2x=3,x=1.5mol,同时Zn+2H+=Zn2++H2↑,与氢离子反应的Zn的物质的量为0.5mol,则参加反应的Zn的物质的量是2mol;
(5) 根据图中信息可知,含有铜离子和银离子的溶液加入试剂1后得到的是物质1和物质3,物质3加入试剂3后得到的是二氨合银离子,试剂3是氨水,物质3是氯化银,试剂1是NaCl溶液,物质1是氯化铜,氯化铜加入过量铁粉得到物质2:铜和过量铁,经过试剂2,过滤后得到铜单质,试剂2是盐酸,除去过量的铁粉,二氨合银离子经过还原可以得到银单质,实现了铜和银的分离,试剂1是NaCl溶液,物质2是Fe、Cu。
【点睛】浓硝酸不能单独将Au溶解,将浓硝酸中加入浓盐酸,利于生成四氯合金离子,利于金与硝酸的反应,主要作用增强硝酸的氧化性,为易错点。
18.(1) 直线形
(2) 30% d
(3) 放热 600℃时甲烷平衡转化率高达99%,低于600℃时,S2浓度明显偏小,且反应速率慢
(4)、、写出任意一个
【分析】(1)
CH4的电子式为:;CS2和二氧化碳是等电子体故其立体构型为:直线型;
(2)
①在恒温密闭容器中,S2与CH4物质的量比为2∶1时开始反应,
CS2的体积分数为10%,即,解得x=0.3a,则CH4的转化率为30%。
②a.恒容容器,质量不变,故密度一直不变,故密度不变不一定平衡,不选;b.反应前后气体的物质的量不变,故压强也一直不变,故压强不变一定平衡,不选;c.CH4与S2体积比一直为1:2,故不一定平衡,不选;d.CS2的体积分数说明反应已经达到了平衡,选;故选d。
(3)
由图可知,随温度升高,甲烷的转化率降低,故反应为放热反应。工业上通常采用在600~650℃的条件下进行此反应,不采用低于600℃的原因是600℃时甲烷平衡转化率高达99%,低于600℃时,S2浓度明显偏小,且反应速率慢。
(4)
用燃煤废气(含N2、O2、SO2、CO2、H2O、NOx等)使尾气中的H2S转化为单后硫S)发生的化学反应方程式为、、写出任意一个。
19. Na+ a 10-7.5 2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O 1.25 NaHCO3+NaHSO4=CO2↑+Na2SO4+H2O ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+ H2O 203
【分析】(1)电解饱和食盐水,阳极产生氯气,阳离子移向阴极室;
(2)由图pH=7.5时,c(HClO)=c(ClO-),HClO的Ka==c(H+);
(3)Cl2歧化为Cl2O和Cl-;
(4)根据5ClO2-+4H+=4ClO2+Cl-+2H2O,计算每生成1molClO2,消耗的NaClO2;碳酸氢钠和硫酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳;
(5)“84”中的NaClO、NaCl和酸性清洁剂混合后发生归中反应;根据NaOH质量守恒计算;
【详解】(1)电解饱和食盐水,反应的化学方程式为2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑,阳极氯离子失电子发生氧化反应生成氯气,氯气从a口逸出,阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气,产生OH-与通过离子膜的Na+在阴极室形成NaOH,故答案为:Na+;a;
(2)由图pH=7.5时,c(HClO)=c(ClO-),HClO的Ka==c(H+)=10-7.5;故答案为:10-7.5;
(3)Cl2歧化为Cl2O和Cl-,HgO和氯气反应的方程式为:2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O,故答案为:2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O;
(4)5ClO2-+4H+=4ClO2+Cl-+2H2O,每生成1molClO2,消耗NaClO2为 =1.25mol;碳酸氢钠和硫酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,方程式为:NaHCO3+NaHSO4=Na2SO4+H2O+CO2↑,故答案为:1.25mol;NaHCO3+NaHSO4=Na2SO4+H2O+CO2↑;
(5)“84”中的NaClO、NaCl和酸性清洁剂混合后发生归中反应,离子方程式为:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O;设氯气为xkg,则消耗的NaOH为kg,原氢氧化钠质量为+1000Kg×0.01,由NaOH质量守恒:原溶液为1000Kg-x,则Kg+1000Kg×0. 01=(1000Kg-x)×0.3,解得x=203Kg;故答案为:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O;203。
20. 2NH3+2O2N2O+3H2O BC NaNO3 NO 3HClO+2NO+H2O=3Cl−+2+5H+ 溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强
【详解】(1)NH3与O2在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成N2O,根据得失电子守恒和原子守恒可知反应有水生成,配平化学方程式为:2NH3+2O2N2O+3H2O,
故答案为2NH3+2O2N2O+3H2O;
(2)①A.加快通入尾气的速率,不能提高尾气中NO和NO2的去除率,不选A;
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气,可使气液充分接触,能提高尾气中NO和NO2的去除率,选B;
C.定期补充适量的NaOH溶液可增大反应物浓度,能提高尾气中NO和NO2的去除率,选C。
故答案为BC;
②由吸收反应:NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O,2NO2+2OH-=NO2-+ NO3-+H2O可知,反应后得到NaNO2和NaNO3混合溶液,经浓缩、结晶、过滤得到NaNO2和NaNO3晶体,因此得到的NaNO2混有NaNO3;由吸收反应可知,若NO和NO2的物质的量之比大于1:1,NO不能被吸收,因此,吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO,
故答案为NaNO3;NO;
(3)①在酸性的NaClO溶液中,次氯酸根离子和氢离子结合生成HClO,HClO和NO发生氧化还原反应生成NO3-和Cl-,根据得失电子守恒及电荷守恒、原子守恒,配平离子方程式为2NO+3HClO+H2O=2 NO3-+3 Cl-+5H+,
故答案为2NO+3HClO+H2O=2 NO3-+3 Cl-+5H+;
②在相同条件下,氧化剂的浓度越大,氧化能力越强,由反应2NO+3HClO+H2O=2NO3-+3 Cl-+5H+可知,溶液pH越小,溶液中HClO浓度越大,氧化NO的能力越强,
故答案为溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强。
21. O Cu和NaOH NaCuO2 2NaCuO2+8HCl2NaCl+2CuCl2+Cl2↑+4H2O
【分析】固体混合物Y溶于水,得到固体单质为紫红色,说明是Cu,产生碱性溶液,焰色反应呈黄色说明含有钠元素,与盐酸HCl中和,说明为NaOH(易算出为0.02mol),混合气体能使CuSO4变蓝,说明有水蒸气。
【详解】(1)CuSO4由白色变为蓝色,说明有水生成,根据元素守恒分析,必定含有O元素。
(2)现象2获得紫色单质,说明Y含有Cu,现象3焰色反应为黄色说明有Na元素,与HCl发生中和反应说明有NaOH,故答案填Cu和NaOH。
(3)NaOH为0.02mol,易算出m(Na)=0.02×23g=0.46g,m(O)=m-m(Na)-m(Cu)=2.38-0.46-1.28=0.46g,N(Na):N(Cu):N(O)==1:1:2,故化学式为NaCuO2,X与浓盐酸反应,根据反应现象,产物有Cl2,和CuCl2蓝色溶液,因而化学方程式为2NaCuO2+8HCl2NaCl+2CuCl2+Cl2↑+4H2O
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