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高中化学

酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是碳粉,等组成的糊状填充物,该电池在放电过程产生,回收处理该废电池可得到多种化工原料,有关数据下表所示:
溶解度/(/100水)

化合物
近似值
10-17
10-17
10-39

回答下列问题:
(1)该电池的正极反应式为,电池反应的离子方程式为               
(2)维持电流强度为0.5,电池工作五分钟,理论上消耗。(已经=96500
(3)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有,二者可通过分离回收;滤渣的主要成分是,欲从中得到较纯的,最简便的方法是,其原理是
(4)用废电池的锌皮制备的过程中,需去除少量杂质铁,其方法是:加稀硫酸和溶解,铁变为,加碱调节至时,铁刚好完全沉淀(离子浓度小于1×10-5时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱调节至时,锌开始沉淀(假定浓度为0.1)。若上述过程不加后果是,原因是

  • 题型:未知
  • 难度:未知

(14分)烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为:
NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H=-200.9kJ·mol-1
NO(g)+1/2O2(g)=NO2(g) △H=-58.2kJ·mol-1
SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g)  △H=-241.6kJ·mol-1
(1)反应3NO(g)+O3(g)=3NO2(g)的△H=_______mol·L-1
(2)室温下,固定进入反应器的NO、SO2的物质的量,改变加入O3的物质的量,反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前n(O3):n(NO)的变化见下图。

①当n(O3):n(NO)>1时,反应后NO2的物质的量减少,其原因是__________。
②增加n(O3),O3氧化SO2的反应几乎不受影响,其可能原因是_________。
(3)当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时,清液(pH约为 8)中SO32将NO2转化为NO2,其离子方程式为:___________。
(4)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液,达到平衡后溶液中c(SO32)=________[用c(SO42)、Ksp(CaSO3)和Ksp(CaSO4)表示];CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率,其主要原因是_________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

高纯度镍是许多有机反应的催化剂。某化学课题组拟以电镀废液(含有NiSO4、CuSO4和FeSO4)为原料,设计提取高纯镍的简单工艺如下(阴离子省略):

难溶电解质
NiS
CuS
Cu(OH)2
Ni(OH)2
Fe(OH)3
Ksp或沉淀完全的pH
1.1×10-21
1.3×10-36
pH=9
pH=9.5
pH=3.7

注:Ni(OH)2开始沉淀时的pH=7。
(1)加入新制氯水所发生反应的离子方程式为                 
(2)加入NiCO3的目的是                 
(3)在实验室中灼烧所使用的仪器有                 
(4)由氧化镍制备高纯度镍,有两种方案:
方案1:氧化镍溶于稀硫酸,加入足量锌粉,过滤、洗涤、干燥。
方案2:锌与稀硫酸反应产生氢气,氢气还原氧化镍。
制备等质量的镍粉,从消耗原料量、产品纯度、实验安全等角度评价两种方案的优点。
方案1:                                   
方案2:                                   
(5)方案2所用的氢气可以选用下列装置中的           来制取(填写字母,下同),收集氢气可选用装置               

(6)若将D装置和E装置相连制取并收集干燥纯净的X气体,则X气体可以是下列气体中的                     。装置D中导管a的作用是          
a.CO2       b.Cl2        c.NO      d.SO2

  • 题型:未知
  • 难度:未知

磷酸铁锂动力电池(LiFePO4电池)的内部结构如图所示。中间是聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开,锂离子可以通过而电子不能通过。
该电池的总反应式为:Li1-xFePO4+ LixC6="=" C6 + LiFePO4

(1)磷酸铁锂电池放电时,正极反应式为        
(2)若用该电池电解精炼铜,阴极质量增重19.2g时,则电池中通过聚合物隔膜的Li +数目为       
(3)以该电池为电源,用Fe2O3为阳极,石墨为阴极,NaOH溶液为电解质溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4),写出阳极的电极反应式             
(4)学生在实验时若被白磷(以P表示)灼伤,可用硫酸铜溶液涂抹伤处,有铜和H3PO4生成,写出此反应的化学方程式   
(5)一般来说,如果一个反应的平衡常数大于105,通常认为反应进行得较完全;相反,如果一个反应的平衡常数小于10-5,则认为这个反应很难进行。已知常温下各物质的溶度积及电离平衡常数:
CuS:Ksp=8.4×10-36mol2·L-2;H2S:Ka1=1.2×10-7mol·L-1,Ka2=7×10-15mol·L-1
①通过计算说明反应CuS(s)+2HCu2+H2S进行的程度                
②常温下,NaHS溶液呈碱性,此溶液中离子浓度由小到大的顺序是            。若向此溶液中加入硫酸铜溶液,恰好完全反应,所得溶液pH       7(填“>”“<”或“﹦”),其原因是           (用离子方程式表示)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

还原沉淀法是处理含铬(含Cr2O72和CrO42)工业废水的常用方法,过程如下:,已知转化过程中反应为:2CrO42(aq)+2H+(aq)==Cr2O72(aq)+H2O(1)。转化后所得溶液中铬元素含量为28.6g/L,CrO42有10/11转化为Cr2O72。下列说法不正确的是

A.若用绿矾(FeSO4·7H2O)(M=278)作还原剂,处理1L废水,至少需要917.4g
B.溶液颜色保持不变,说明上述可逆反应达到达平衡状态
C.常温下转换反应的平衡常数K=1×1014,则转化后所得溶液的pH=6
D.常温下Ksp[Cr(OH)3]=1×10﹣32,要使处理后废水中c(Cr3+)降至1×10﹣5mol/L,应调溶液的pH=5
  • 题型:未知
  • 难度:未知

铁及其化合物有着广泛用途。
(1)将饱和三氯化铁溶液滴加至沸水中可制取氢氧化铁胶体,写出制取氢氧化铁胶体的化学方程式                                              
(2)含有Cr2O72-的废水有毒,对人畜造成极大的危害,可加入一定量的硫酸亚铁和硫酸使Cr2O72-转化为Cr3+,该反应的离子方程式为                            。然后再加入碱调节溶液的pH在6-8 之间,使Fe3+和Cr3+转化为Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀而除去。
(3)铁镍蓄电池又称爱迪生蓄电池,放电时的总反应为Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2,充电时阳极附近的pH             (填:降低、升高或不变),放电时负极的电极反应式为               
(4)氧化铁是重要的工业原料,用废铁屑制备氧化铁流程如下:

①铁屑溶于稀硫酸温度控制在50~800C的主要目的是                     
②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式为                                 
③FeCO3沉淀表面会吸附S042-,需要洗涤除去。
洗涤FeCO3沉淀的方法是                                                 
判断沉淀是否洗净的方法是                                              

  • 题型:未知
  • 难度:未知

铬是用途广泛的金属元素,但在生产过程中易产生有害的含铬工业废水。
(1)还原沉淀法是处理含Cr2O72—和CrO42—工业废水的一种常用方法,其工艺流程为:

其中第I步存在平衡:2CrO42—(黄色)+2H+Cr2O72— (橙色)+H2O
①若平衡体系的pH=2,该溶液显        色。
②根据2CrO42—+2H+Cr2O72— +H2O,设计下图装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。Na2Cr2O7中铬元素的化合价为   ,图中右侧电极连接电源的      极,其电极反应式为            

③第Ⅱ步反应的离子方程式:                            ,向Ⅱ反应后的溶液加一定量NaOH,若溶液中c(Fe3+)=2.0×10—12mol·L—1,则溶液中c(Cr3+)=      mol·L—1。(已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10—38,Ksp[Cr(OH)3]=6.0x10—31)。
(2)CrO3具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,猛烈反应以至着火。若该过程中乙醇被氧化成乙酸,CrO3被还原成绿色的Cr2(SO4)3。完成该反应的化学方程式:

(3)CrO3的热稳定性较差,加热时逐步分解,其固体残留率随温度的变化如图所示。B点时剩余固体的成分是   (填化学式)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

(14分)BaCl2·xH2O是用途广泛的基础化工产品。我国目前主要是用盐酸和硫化钡(含少量Mg2、Fe3等)反应生产BaCl2·xH2O,工艺流程如图所示。请回答:

已知:室温时Ksp[Mg(OH)2 ]=1.8×10-11,Ksp[Fe(OH)3 ]=4.0×10-38
(1)反应I中生成的H2S用足量氨水吸收,一定条件下向所得溶液中通人空气,又可得到单质硫并使吸收液再生,再生反应的化学方程式为_________。
(2)所得氯化钡粗液中含硫化合物(H2S、HS等)影响产品质量,可鼓人预热后的空气吹出,预热空气的目的是_________;沉淀A的主要成分是_________。
(3)热空气吹除时会有部分HS转变为S2O32,使产品仍不能达到纯度要求,可再行酸化脱硫,酸化脱硫时的离子方程式为_________。
(4)室温时,为使Mg2、Fe3完全沉淀(当溶液中离子浓度小于1×l0-5mol时认为该离子完全沉淀),应将溶液的pH调至_________(只列算式)以上。
(5)实验室测定产品中x的步骤如下:
①准确称取12.23 g BaCl2·xH2O样品,加入l00 mL稀盐酸加热溶解;
②边搅拌,边逐滴加入0.lmolH2SO4溶液,待BaSO4完全沉淀,过滤,沉降后洗涤沉淀2—3次;
③将沉淀充分干燥后称量,质量为11.65 g,检验BaSO4沉淀是否洗涤干净的方法是_______;经计算x的数值为_________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小。在钨冶炼工艺中,将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中得到钨酸钙,发生反应
Ⅰ:WO42(aq) + Ca(OH)2(s)  CaWO4(s) + 2OH(aq)。
(1)下图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线。

①计算T1时KSP(CaWO4)= ________。
②T1________ T2(填“>”“=”或“<”)。
(2)反应Ⅰ的平衡常数K理论值如下表:

温度/℃
25
50
90
100
K
79.96
208.06
222.88
258.05

①该反应平衡常数K的表达式为________。
②该反应的△H________0(填“>”“=”或“<”)。
③由于溶液中离子间的相互作用,实验测得的平衡常数与理论值相距甚远。50℃时,向一定体积的钨酸钠碱性溶液[c(Na2WO4) =" c(NaOH)" =" 0.5" mol·L-1]中,加入过量Ca(OH)2,反应达到平衡后WO42的沉淀率为60%,计算实验测得的平衡常数。
(3)制取钨酸钙时,适时向反应混合液中添加适量盐酸,分析其作用:________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿(PbS)直接制备硫酸铅粉末的流程如下:

已知:(ⅰ)PbCl2(s)+2Cl(aq) PbCl42-(aq) △H>0
(ⅱ)有关物质的Ksp和沉淀时的pH如下:

Ksp
 
开始沉淀时pH
完全沉淀时pH
PbSO4
1.08×10-8
Fe (OH)3
2.7
3.7
PbCl2
1.6×10-5
Pb(OH)2
6
7.04

(1)步骤Ⅰ中生成PbCl2的离子方程式_______,加入盐酸控制pH值小于2,原因是_______。
(2)用化学平衡移动原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因______。若原料中FeCl3过量,则步骤Ⅱ得到的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质,溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是_______。
(3)写出步骤Ⅲ中PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式______。
(4)请用离子方程式解释滤液2加入H2O2可循环利用的原因______。
(5)铅蓄电池的电解液是硫酸,充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和Pb,充电时阴极的电极反应式为_______。
(6)双隔膜电解池的结构示意简图如图所示,利用铅蓄电池电解硫酸钠溶液可以制取硫酸和氢氧化钠,并得到氢气和氧气。对该装置及其原理判断正确的是____。

A.A溶液为氢氧化钠,B溶液为硫酸
B.C1极与铅蓄电池的PbO2电极相接、C2极与铅蓄电池的Pb电极相接
C.当C1极产生标准状况下11.2 L气体时,铅蓄电池的负极增重49g
D.该电解反应的总方程式可以表示为:2Na2SO4+6H2O2H2SO4+4NaOH+O2↑+2H2

  • 题型:未知
  • 难度:未知

(16分)为检验溶液中是否含有Cl-,某同学采用向溶液中先加HNO3,再加AgNO3,溶液的实验方案,若有白色沉淀生成,则证明有Cl-。对此结论,有人提出了质疑,设计了如下探究性实验。
实验一:向Na2SO4溶液中滴加AgNO3溶液

编号
Na2SO4溶液
AgNO3溶液
现象
体积/mL
浓度/(mol·L-1)
体积/滴
浓度/(mol·L-1)

1
l
3
2
出现大量白色沉淀

1
1
3
0.5
出现少量白色沉淀

1
1
3
0.1
有些许浑浊

1
1
3
0.0l
无明显变化

(1)实验一中产生沉淀的离子方程式为         
(2)学生设计了如下表格,对实验一内容进行理论计算,请帮他完成表格。(表中不要留空格)。
[25℃时Ksp(Ag2SO4)=1.2×10-5,Ksp(AgCl)=1.8×10-10]

编号
AgNO3浓度/(mol·L-1)
稀释后Ag+浓度/(mol·L-1)
混合液中SO42-的最小理论检出浓度/(mol·L-1)

2
0.2
0.0003

0.5
 
0.0048

0.1
0.0l
0.12

 
0.001
 

若向l mL某溶液中加入3滴0.1 mol/L AgNO3溶液,分析上面数据,判断下列说法正确的是       (填字母序号)。
A.混合液中c(SO42-)=0.1 mol/L时不会产生Ag2SO4沉淀
B.混合液中c(SO42-)="1" mol/L时不会产生Ag2SO4沉淀
C.无论SO42-浓度大小都会产生Ag2SO4沉淀
D.若使用0.01 mol/L AgNO3溶液,可基本排除SO42-对Cl-检验构成的干扰
(3)将实验一中编号③中的理论计算结果与现象对照,发现理论上大部分Ag+应该形成沉淀,这与“有些许浑浊”的现象相矛盾。为探究真相,在实验一的基础上继续设计了以下实验。
实验二:

编号
AgNO3溶液
浓度/(mol·L-1)
现象
向沉淀中滴加硝酸后的现象

2
出现大量白色沉淀
滴加稀硝酸,沉淀大量溶解;改加浓硝酸,沉淀较快消失

0.5
出现少量白色沉淀
滴加稀硝酸,沉淀基本消失

对于Ag2SO4溶于硝酸的原因提出了如下假设,请完成假设一。(已知:H2SO4===H++HSO4-
HSO4-H++SO42-;假设二可能的原因是NO3-与Ag+形成配位化合物)
假设一:                                 
假设二:NO3-对Ag2SO4溶解起作用。
(4)从下列限选试剂中选择适当试剂并设计实验方案,分别验证假设一和假设二是否成立。请写出实验步骤和结论               (限选试剂:Ag2SO4固体、浓HNO3、NaNO3饱和溶液、CaSO4固体)。
(5)通过(4)的实验,若证实假设一成立,请用平衡理论解释Ag2SO4溶解的原因               

  • 题型:未知
  • 难度:未知

硫酰氯(SO2Cl2)是重要的化学试剂,可由如下反应制取:SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2(g)△H
针对该反应回答下列问题:
(1)已知:①SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g) 2SOCl2(g)△H1=-akJ/mol
②SO2Cl2(g)+SCl2(g) 2SOCl2(g)△H2=-bkJ/mol(a>b>0)
则△H=________kJ/mol(用a、b的代数式表示)
(2)为了提高该反应中Cl2的平衡转化率,下列措施合理的是________(填字母序号)。

A.缩小容器体积 B.使用催化剂 C.增加SO2浓度 D.升高温度

(3)若在绝热、恒容的密闭体系中,投入一定量SO2和Cl2,发生该反应,下列示意图能说明t1 时刻反应达到平衡状态的是(填字母序号)。(下图中υ正、K、n、m分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量和质量)

(4)若在催化剂作用下,将n molSO2与nmolCl2充入容积可变的密闭容器中,并始终保持温度为T,压强为P。起始时气体总体积为10L,t min时反应达到平衡状态,此时气体总体积为8L。
①在容积改变的条件下,反应速率可用单位时间内反应物或生成物的物质的量变化来表示。则υ(SO2)= _________。
②此温度下,该反应的K=_________。
③相同条件下,若将0.5nmolSO2与0.5nmolCl2充入该容器,到达平衡状态时,混合物中SO2Cl2的物质的量是_________。
(5)该反应的产物SO2Cl2遇水发生剧烈水解生成两种强酸,写出其化学方程式_______________;已知于水所得溶液中逐滴加入AgNO3稀溶液时,最先产生的沉淀是______。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

下列溶液或浊液中,关于离子浓度的说法正确的是

A.一定浓度的氨水加水稀释的过程中,c(NH4+)/ c(NH3·H2O)的比值减小
B.浓度均为0.1 mol·L-1的Na2CO3、NaHCO3混合溶液中:c(CO32)< c(HCO3),且3c(Na)=2[c(CO32)+c(HCO3+ c(H2CO3)]
C.0.2 mol·L1的醋酸(CH3COOH)溶液与0.1 mol·L1 NaOH溶液等体积混合后:c(CH3COO) + 2c(OH)=c(CH3COOH) + 2c(H+)
D.常温下,已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2Cr2O4)=2.0×10-12,则Ag2CrO4悬浊液中的c(Ag)一定小于AgCl悬浊液中的c(Ag)
  • 题型:未知
  • 难度:未知

(13分)某条件下,在2 L密闭容器中发生如下反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)
在三种不同条件下进行,其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800 ℃,实验Ⅲ在850 ℃,NO、O2的起始浓度都为0,NO2的浓度(mol·L-1)随时间(min)的变化如图所示。请回答下列问题:

(1)实验Ⅱ隐含的反应条件是     
(2)实验II中,从反应开始至达到平衡,用氧气浓度变化表示的化学反应速率为        
(3)800 ℃时,该反应的平衡常数K=           ,该反应是     (填“吸” 或“ 放”)热反应。
(4)若实验Ⅰ中达到平衡后,再向密闭容器中通入2 mol由物质的量之比为1:1组成的NO2与O2混合气体(保持温度不变),此时反应将向       进行(填“正反应方向”或“逆反应方向”)。
(5)NO2、NO是重要的大气污染物,近年来人们利用NH3在一定条件下与之反应而将其转化为无害的参与大气循环的物质,
如:8NH3+6NO27N2+12H2O。若将此反应设计成原电池,融熔K2CO3为电解质,则正极反应方程式为:       
(6)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水,发生如下反应Al3+3NH3·H2O Al(OH)3↓+3NH4+ ,一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,沉淀已完全。已知当溶液中Al3恰好沉淀完全时溶液的pH="4.7" ,则Al(OH)3的溶度积常数为      (已知:lg2=0.3)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

催化剂是化工技术的核心,绝大多数的化工生产需采用催化工艺。
(1)接触法制硫酸中采用V2O5作催化剂:
4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s) +8SO2(g)      △H=―3412 kJ·mol1
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)      △H=―196.6 kJ·mol-1
SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)         △H=―130.3 kJ·mol-1
以FeS2为原料,理论上生产2mol H2SO4(l)所释放出的热量为       kJ。
(2)电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。
第一步:2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g)   △H>0
第二步:HCOOCH3(g)CH3OH(g)+CO(g)    △H>0
①第一步反应的机理可以用图1所示。图中中间产物X的结构简式为          


(1)“酸浸”中硫酸要适当过量,目的是:①提高铁的浸出率,②            
(2)“还原”是将Fe3转化为Fe2,同时FeS2被氧化为SO42,该反应的离子方程式为            
(3)为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3的量以控制加入FeS2的量。实验步骤为:
准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中,加入HCl、稍过量SnCl2,再加HgCl2除去过量的SnCl2,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定,有关反应方程式如下:
2Fe3+Sn2+6Cl=2Fe2+SnCl62
Sn2+4Cl+2HgCl2=SnCl62+Hg2Cl2↓,
6Fe2+Cr2O72+14H=6Fe3+2Cr3+7H2O。
①若SnCl2不足量,则测定的Fe3           (填“偏高”、“偏低”、“不变”,下同)。
②若不加HgCl2,则测定的Fe3               
(4)①可选用             (填试剂)检验滤液中含有Fe3+。产生Fe3+的原因是         (用离子反应方程式表示)。
②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
Mn(OH)2
开始沉淀
2.7
3.8
7.5
9.4
8.3
完全沉淀
3.2
5.2
9.7
12.4
9.8

实验可选用的试剂有:稀HNO3、Ba(NO32溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液,要求制备过程中不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤:
a.氧化:                              
b.沉淀:                              
c.分离,洗涤;            
d.烘干,研磨。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

高中化学探究沉淀溶解试题