題目列表(包括答案和解析)
催化劑 | △ |
(1)催化氧化所使用的催化劑釩觸媒(V2O5)能加快二氧化硫氧化速率,此過(guò)程中產(chǎn)生了一連串的中間體(如圖)。其中a、c二步的化學(xué)方程式可表示為:___________________________、________________________。
(2)
(3)為循環(huán)利用催化劑,科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝,回收率達(dá)91.7%以上。已知廢釩催化劑中含有V2O5、VOSO4及不溶性殘?jiān)。查閱資料知:VOSO4可溶于水,V2O5難溶于水,NH4VO3難溶于水。該工藝的流程如下圖。
則:反應(yīng)①②③④中屬于氧化還原反應(yīng)的是____________(填數(shù)字序號(hào)),反應(yīng)①的離子方程式為_(kāi)___________________________________。該工藝中反應(yīng)③的沉淀率(又稱(chēng)沉釩率)是回收釩的關(guān)鍵之一,沉釩率的高低除受溶液pH影響外,還需要控制氯化銨計(jì)量數(shù)(NH4Cl加入質(zhì)量與料液中V2O5的質(zhì)量比)和溫度。根據(jù)下圖試建議控制氯化銨計(jì)量數(shù)和溫度:____________、____________。
工業(yè)上以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸主要分為三個(gè)階段進(jìn)行,即在沸騰爐中煅燒黃鐵礦、SO2的催化氧化及其SO3的吸收。請(qǐng)回答下列幾個(gè)有關(guān)硫酸工業(yè)中的幾個(gè)問(wèn)題。
(1)生產(chǎn)硫酸最古老的方法是以綠礬為原料,在蒸餾釜中煅燒。反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2FeSO4·7H2O Fe2O3 + SO2↑+ SO3↑+ 14H2O。其中三氧化硫與水蒸氣同時(shí)冷凝便得到硫酸。用如圖所示裝置模擬用綠礬制硫酸的實(shí)驗(yàn),并檢驗(yàn)生成的硫酸和二氧化硫(加熱裝置已略去)。其中b為干燥的試管。下列關(guān)于該反應(yīng)說(shuō)法正確的是( )
A.若將反應(yīng)后的三種氣體通入BaCl2溶液中,產(chǎn)生的沉淀為BaSO3、BaSO4
B.b中產(chǎn)物用紫色石蕊試液即可檢驗(yàn)出其中H+和SO42—
C.為檢驗(yàn)反應(yīng)的另一種生成物,試管c中應(yīng)加入的試劑為NaOH溶液
D.b中所得到的硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29.5%
(2)從沸騰爐中出來(lái)的爐氣必須經(jīng)除塵、洗滌、干燥后進(jìn)入接觸室,其主要目的是__________。
(3)接觸室中熱交換器是實(shí)現(xiàn)冷熱交換的裝置;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中也經(jīng)常利用熱交換來(lái)實(shí)現(xiàn)某種實(shí)驗(yàn)?zāi)康,如氣、液熱交換時(shí)通常使用的儀器是______________。
(4)接觸室中主要反應(yīng)是SO2的催化氧化,在生成硫酸的過(guò)程中,釩觸媒(V2O5)所以能加快二氧化硫氧化的速度,除了具有吸附作用外,有人認(rèn)為反應(yīng)過(guò)程中還產(chǎn)生了一連串的中間體(如圖)。c步的化學(xué)方程式可表示為_(kāi)______________________。
(5) 工業(yè)上以硫鐵礦為原料制硫酸所產(chǎn)生的尾氣除了含有N2、O2外,還含有SO2、微量的SO3和酸霧。為了保護(hù)環(huán)境,同時(shí)提高硫酸工業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益,應(yīng)盡可能將尾氣中的SO2轉(zhuǎn)化為有用的副產(chǎn)品。將尾氣通入粉末狀的碳酸鈣或熟石灰的懸濁液中,經(jīng)過(guò)一系列處理后得到一種相對(duì)分子質(zhì)量為172的化工原料J。試寫(xiě)出J的化學(xué)式_________。
(10分)工業(yè)上以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸主要分為三個(gè)階段進(jìn)行,即煅燒、催化氧化、吸收。請(qǐng)回答下列個(gè)問(wèn)題:
(1)煅燒黃鐵礦形成的爐氣必須經(jīng)除塵、洗滌、干燥后進(jìn)入 (填設(shè)備名稱(chēng))
(2)催化氧化階段反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);△H<0,550 ℃時(shí),SO2轉(zhuǎn)化為SO3的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。
理論上要提高SO2的轉(zhuǎn)化率,反應(yīng)的條件應(yīng)是 溫 、高壓(填“高”、“低”、或“! ),但通常情況下工業(yè)生產(chǎn)中采用常壓的原因是 。
將2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于5 L密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后,體系總壓強(qiáng)為0.10 M Pa。該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于 。
(3)為循環(huán)利用催化劑,科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝,回收率達(dá)91.7%以上。已知廢釩催化劑中含有V2O5、VOSO4及不溶性殘?jiān)。查閱資料知:VOSO4可溶于水,V2O5難溶于水,NH4VO3難溶于水。該工藝的流程如下圖。
則:反應(yīng)①②③④中屬于氧化還原反應(yīng)的是 (填數(shù)字序號(hào)),反應(yīng)③的離子方程式為 。該工藝中反應(yīng)③的沉淀率(又稱(chēng)沉礬率)是回收釩的關(guān)鍵之一,沉釩率的高低除受溶液pH影響外,還需要控制氯化銨系數(shù)(NH4Cl加入質(zhì)量與料液中V2O5的質(zhì)量比)和溫度。根據(jù)下圖試建議控制氯化銨系數(shù)和溫度: 、 。
說(shuō)明:1. 文字簡(jiǎn)答題以關(guān)鍵詞到位為準(zhǔn),按點(diǎn)給分;
2. 化學(xué)用語(yǔ)書(shū)寫(xiě):(1)方程式未配平不得分、無(wú)條件扣一半分值;
(2)化學(xué)式書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤得0分;
3. 寫(xiě)名稱(chēng)或化學(xué)式正確的正常給分; 4. 其他合理解法正常給分。
第Ⅰ卷(選擇題,共48分)
題號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
C
D
A
D
C
B
B
C
CD
B
CD
B
AD
A
第Ⅱ卷(非選擇題 共72分)
三、(本題包括2小題,共22分)
15.(6分)(1)鎂條表面產(chǎn)生氣泡(2分)(2)A,B或C或D(2分,各1分)
(3)Mg+Cu2++2H2O=Mg2++Cu(OH)2↓+H2↑ Mg+Cu2+= Mg2++Cu (各1分,共2分)
16.(16分)(1)燒杯、玻璃棒,過(guò)濾,換過(guò)濾器并重新進(jìn)行過(guò)濾操作(4分,每空1分)
(2)NaOH、Na2CO3(2分) (3)NaOH C (2分,各1分)
(4)除去NaOH和Na2CO3(2分) (5)蒸發(fā)皿,蒸發(fā)皿中有大量固體析出(2分,各1分)
(6)加快沉淀生成 5.61×10―8 mol?L―1。(4分,各2分)
四、(本題包括2小題,共18分)
17.(8分)(1)小,工業(yè)制備硫酸。 (2)MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ = Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O。
使Fe2+ 轉(zhuǎn)變?yōu)?/ins>Fe3+,Fe3+完全沉淀的pH較低(或Fe3+更易沉淀)。
(3)與溶液中的酸反應(yīng),使溶液中的Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀。
(4)使MnCO3沉淀完全。MnCO3沉淀量少,NH4HCO3與酸反應(yīng)。
(或MnCO3、NH4HCO3與酸反應(yīng)溶解)
(5)節(jié)約能源、治理含SO2的工業(yè)廢氣等。(答對(duì)1個(gè)即可)(每空1分)
18.(10分)(1)接觸室,防止催化劑中毒。(各1分,共2分)
(2)SO2+V2O5SO3+ V2O4 4VOSO4+O22V2O5+4SO3(各1分,共2分)
(3)400 L?mol―1,使用常壓SO2就可以達(dá)到較高的轉(zhuǎn)化率。(前者2分,后者1分,共3分)
(4)①②,V2O5+ SO32―+4H+=2VO2++SO42―+2H2O。4和80℃。(各1分,共3分)
五、(本題包括1小題,共14分)
19.(14分)(1)4(2分)
(2) (2分)(2分)
(3)保護(hù)醛基不被還原。(2分)
(4)RCHO + 2Ag(NH3)2+ + 2OH- RCOO― +NH4+ +2Ag↓+3NH3 + H2O (2分)
(5)(4分,對(duì)1步給2分,對(duì)2步給3分,全對(duì)給4分)
六、(本題包括1小題,共8分)
20.(8分)解:(1)6Fe2++ClO3-+6H+===6Fe3++Cl-+3H2O (2分)
(2)n(Fe)=2.80g/160g?mol-1×2=0.035mol
n(SO42-)=10.48 g /233 g?mol-1=0.045mol
n(OH-)=3×n(Fe)-2×n(SO42-)=3×0.035-2×0.045=0.015mol (2分)
鹽基度=n(OH-)/3n(Fe)×100%
= 0.015 mol/(3×0.035 mol) ×100%
=14.29% (2分)
(3)n(H2O)=(7.51g―0.035mol×56g?mol -1-0.045mol×96 g?mol-1-0.015mol×17 g?mol-1)/18 g?mol-1=0.054 mol
化學(xué)式: Fe35(OH)15(SO4)45?54H2O (2分)
七、選做題(下面兩題分別對(duì)應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”兩個(gè)選修課程模塊的內(nèi)容,請(qǐng)你選擇其中一題作答,如果你兩題全做,按第一題評(píng)分。每題均為10分。)
22. (A) (1)第四周期,第Ⅷ族 (1分) (2)CN― C22- sp3 液態(tài)氨汽化時(shí)需吸收大量的熱 2 (各1分,共4分)
(3) [Ar]3d7;或 (1分)2NiO(OH) + 6HCl(濃)=2NiCl2+Cl2↑+4H2O;(1分)
(4)x=5(1分) LaNi5H6+6OH- -6e-==LaNi5+6H2O (2分)
21.(B)22(B)(1)固定試管(2分) 容量瓶 酸式滴定管 燒杯(共2分,答對(duì)1-2個(gè)給1分,全對(duì)給2分)
(2)Al2O3 + 2NaOH =2NaAlO2 +H2O, 作用:去除鋁箔表面的氧化膜 2Al + 3HgCl2 =2AlCl3 + 3Hg ,Al + Hg =Al (Hg) (鋁汞齊), 作用:形成鋁汞齊破壞致密氧化膜的形成(共2分)
(3)打開(kāi)橡皮塞,用火柴點(diǎn)燃,出現(xiàn)輕微“噗”聲或尖銳爆鳴聲皆能說(shuō)明有H2生成。(2分)
(4)原因分別是:濃硫酸具有吸水性,溢出后吸收空氣的水變成稀硫酸,而稀硫酸與鋁的氧化膜及鋁本身皆發(fā)生反應(yīng);濃硝酸具有揮發(fā)性,溢出后因揮發(fā)同樣會(huì)變稀,變稀的硝酸與氧化膜及鋁本身亦發(fā)生反應(yīng)。(各1分,2分)
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