（完整word版）高考化学工艺流程题(3)

某油脂化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质(3.3%)。部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下： 沉淀物 pH Al(OH)3 5.2 Fe(OH)3 3.2 Fe(OH)2 9.7 Ni(OH)2 9.2 回答下列问题：

⑴“碱浸”的目的是除去_______________________________。 ⑵“酸浸”时所加入的酸是_______________（填化学式）。酸浸后，滤液②中可能含有的金属离子是_________________。

⑶“调pH为2～3”的目的是___________________________。

⑷产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO4·7H2O），可能是由于生产过程中

＋

___________________________导致Fe2未被完全氧化造成的。

⑸NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料——NiOOH。该反应的离子方程式是_______________________________________。 【预测】１０

(10分)随着工业的迅速发展，产生的废水对水体的污染也日趋严重。通过控制溶液的pH

对工业废水中的金属离子进行分离是实际工作中经常使用的方法。下表是常温下金属氢氧化物的Ksp(沉淀溶解平衡常数)和金属离子在某浓度下开始沉淀所需的pH(表中浓度为相应pH时溶液中有关金属离子产生沉淀的最小浓度；当溶液中金属离子浓度小于10 mol·L时通常认为该离子沉淀完全)。

金属离子 Fe Cr Cu Ca 2+

2+2+3+3+-5

-1

Ksp 4.0×10 6.0×10 2.2×10 4.0×10 3+

-5-20-31-38pH(10mol·L) 2.7 4.3 4.7 12.3 -l

-1-lpH(10mol·L) 3.7 5.6 6.7 14.3 3+

-5-l(1)某厂排出的废水中含有Cu和Fe，测得其浓度均小于0.1 mol·L。为除去其中的Fe，回收铜，需控制的pH范围是__________________________。

(2)为了处理含有Cr2O7酸性溶液的工业废水，采用如下方法：向废水中加人适量NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。 ①Cr2O7转变为Cr的离子方程式为________________________。 ②pH对废水中Cr207去除率的影响如右图。你认为电解过程中溶

2-2-3+2-

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液的pH取值在______范围内对降低废水中的铬含量最有利，请说明理由： ____________________________________________。 [注：去除率(％)=[(c0-c)／co]×100％，

式中：co—理前废水中Cr2O7的浓度， c—处理后废水中Cr2O7的浓度] (3)沉淀转化在生产中也有重要应用。例如，用Na2C03溶液可

以将锅炉水垢中的CaS04转化为较疏松而易清除的CaC03，该沉淀转化达到平衡时，其平衡常数

2-2-

K＝ (写数值)。[已知Ksp (CaS04)=9.1x10-6，Ksp (CaC03)=2.8x10-9]

【预测】１１

（8分）在汽车上安装三效催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物（CO、NOx、碳

氢化合物）进行相互反应，生成无毒物质，减少汽车尾气污染。

⑴已知：N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=＋180.5 kJ/mol 2C(s)+ O2(g)=2CO(g) △H=-221.0 kJ/mol

C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ/mol 尾气转化的反应之一：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H＝ 。 ⑵某研究性学习小组在技术人员的指导下，按下列流程探究某种催化剂在不同空燃比（空气与燃油气的质量比）条件下对汽车尾气的催化效果。

汽车尾气尾气分析仪催化反应器尾气分析仪100CO碳氢化合物 ①实验过程中除空燃比不同外，其他条件：汽车尾气的流速、 ▲ 等必须相同。

②在一定条件下，测得尾气中的主要污染物的转化率与空燃比的关系如右图所示。空燃比约为 ▲ 时，催化剂对汽车尾气的催化效果最好。

⑶CO分析仪以燃料电池为工作原理，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇－氧化钠，其中O2-可以在固体介质NASICON由移动。

传感器下列说法错误的是 ▲ 。

A．负极的电极反应式为：CO+O2—―2e-＝CO2 B．工作时电极b作正极，O2-由电极a流向电极b C．工作时电子由电极a通过传感器流向电极b

D．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高 【预测】１２

转化60率％40200abc80NOxd空燃比多孔电极a CO中自

NASICON 多孔电极b 空气 (12分)高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂，具有氧化、吸附、絮凝、、助凝、杀菌、

除臭等作用，高铁酸钾的开发和利用正日益显示出其广阔的应用前景。其制备路线如下：

试回答下列问题

(1)操作①搅拌的目的是： 。 (2) 操作②与操作③相同，该操作名称是：___________________。

(3)反应器中，NaOH、NaClO及Fe(NO3)3反应的离子方程式为： _______________________。

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(4)次氯酸钠浓度对高铁酸钾产率有一定影响，当高铁酸钾产率最高时，NaClO的物质的量浓度约为_________。（计算结果保留一位小数）

(5)从环境保护的角度看，制备中间产物Na2FeO4较好

的方法为电化学法，其装置如图乙所示，则阳极的电极反应式为 。

【预测】１３ （12分）随着人类社会的发展，氮氧化物（NOx）已成为大气中的主要气态污染物之一。 （1）超音速飞机排放的尾气是平流层中NOx的主要来源。它们破坏臭氧层的机理为：

上述反应的总反应式为 ，其中 是催化剂。 （2）汽车尾气中含有NOx 、CO和碳氢化合物等。

①汽车尾气净化装置里装有Pd等过渡元素的催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图所示。

尾气净化装置中发生的总反应化学方程式为 。

②NOx和碳氢化合物在阳光照射下发生光化学反应产生二次污染物的现象，称为“光化学烟雾”。有学者对某城市一天中光化学烟雾的变化情况进行测定，实验结果如图所示。由图象可知，二次污染物有 等，醛和O3的峰值出现在14：00左右的主要原因是 。 ③测定汽车尾气中NOx的方法之一是用3％的H2O2溶液吸收尾气中的NOx生成HNO3，再用NaOH标准溶液滴定HNO3。若要测定标准状况下尾气中NOx的体积分数，所需的数据有 （选填序号）。

A．所测尾气的总体积 B．两种氮氧化物的体积比 C．NaOH标准溶液的物质的量浓度 D．所消耗NaOH标准溶液的体积 E．从滴定开始到指示剂变色所需的时间

（3）硝酸工业尾气中的NOx可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：

－

现用0．5 L 2 mol·L1的纯碱溶液恰好吸收一定量硝酸工业尾气中的NOx，吸收液质量增加44 g（设CO2全部排出）。则NO2和NO的体积比为 。

【预测】１４

（10分）过度排放CO2会造成“温室效应”，科学家正在研究如何将CO2转化为可以利用

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的资源，其中一种方案就是将CO2转化为可再生燃料甲醇（CH3OH）。其化学方程式为：

请填空：

（1）写出上述反应的平衡常数表达式K= 。

（2）在容积为2 L的密闭容器中，用一定量二氧化碳与一定量氢气在一定条件下合成甲醇，实验结果

如图所示。下列说法正确的是（填序号） 。 A．在300℃，从反应开始到平衡，甲醇的平均反应速率 B．反应体系从300 ℃升温到500℃，平衡常数K 变大 C．该反应的正反应为放热反应

D．处于C点的反应体系从300℃升温到500℃ n（H2）／n（CH3OH）增大

（3）25℃、1．01×105Pa时16 g液态甲醇完全燃烧，当恢复至原状态时，放出362．9 kJ热量，此反

应的热化学方程式为 。

（4）选用合适的合金为电极，以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料，可以制成一种以甲醇为原料的燃

料电池，此燃料电池负极应加入或通入的物质是 ，正极的电极反应式为 。

【预测】１５ （8分）烟气的脱硫（除SO2）技术和脱硝（除NOx）技术都是环境科学研究的热点。 （1）选择性催化还原法的脱硝原理为：[来源:学。科。网]

6NOx＋4x NH3

(3＋2x)N2＋6xH2O

-

①上述反应中每转移3mol电子，生成标准状况下N2的体积为________L。 ②已知：2H2(g)＋O2(g) ＝2H2O (g) ΔH＝-483.6 kJ·mol1

N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g) ΔH＝-92.4 kJ·mol1 N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) ΔH＝-180.5kJ·mol1

则反应6NO(g)＋4NH3(g)＝5N2(g)＋6H2O(g)的ΔH＝__________。 （2）目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝（NO）原理，其脱硝机理示意图如下图1，脱硝率与温度、负载率（分子筛中催化剂的质量分数）的关系如图2所示。

100

--

脱硝率／% H2O、CO2、N2

Cu C2H4 Cu(NO2)

＋

＋＋

80 60 40 20

b

c

d

a

O2 Cu(O2)

负载率

a 0.5% b 3.0% c 5.0% d 8.0%

NO 0

200℃ 300℃ 400℃ 500℃ 600℃

图1 图2

①出该脱硝原理总反应的化学方程式：____________。 ②为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是____________。 【预测】１６

粉煤灰是一种火山灰质材料，来源于煤中的无机组成，从粉煤灰中能够获得Al2O3，已

CaO 2．8 CuO 7．8 SO2 1．5 知某火力发电厂的粉煤灰中的化学成分如下表：

SiO2 Al2O3 Fe2O3 成分 质量分数%

请回答下列问题：

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50．6 28．9 8．4