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2017-2024北京高三化学一模工业流程及实验专题

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2017-2024北京高三化学一模---工业流程及实验专题

海淀区高三年级2017-2024学年度第二学期适应性练习

27.(12分)金属镍具有较高的经济价值,工业上采用一定方法处理含镍废水使其达标排放并回收镍。某电镀废水中的镍主要以NiR2络合物形式存在,在水溶液中存在以下平衡:

NiR2 (aq) Ni2+(aq) +2R-(aq)(R-为有机物配体,K=1.6×10-14)

(1)传统的“硫化物沉淀法”是向废水中加入Na2S,使其中的NiR2生成NiS沉淀进而回收

镍。 ①该反应的离子方程式为_________。

②NiS沉淀生成的同时会有少量Ni(OH)2沉淀生成,用离子方程式解释Ni(OH)2生成的原因是_________、_________。

(2)“硫化物沉淀法”镍的回收率不高,处理后废水中的镍含量难以达标。“铁脱络-化学沉淀法”可达到预期效果,该法将镍转化为Ni(OH)2固体进而回收镍。工艺流程如下: “脱络”(指镍元素由络合物NiR2转化成游离的Ni2+)过程中,R—与中间产物·OH(羟基自由基)反应生成难以与Ni2+络合的·R(有机物自由基),但·OH也能与H2O2发生反应。反应的方程式如下:

Fe2+ + H2O2

R— + ·OH H2O2 +2·OH

Fe3+ + OH— +·OH…………i

OH—+ ·R …………ii O2↑ + 2H2O …………iii

实验测得“脱络”过程中H2O2的加入量对溶液中镍去除率的影响如右图所示: ① 从平衡移动的角度解释加入Fe2+和H2O2能够

实现“脱络”的原因是_________。 ② 分析图中曲线,可推断过氧化氢的最佳加入

量为_________ g·L-1;低于或高于这个值,废水处理效果都下降,原因是_________。

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28.(16分)

研究小组进行右图所示实验,试剂A为0.2 mol·L-1 CuSO4溶液,发现铝条表面无明显变化,于是改变实验条件,探究铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液反应的影响因素。用不同的试剂A进行实验1~实验4,并记录实验现象: 实验序号 1 2 3 4 试剂A 0.2 mol·L-1 CuCl2溶液 实验现象 铝条表面有气泡产生,并有红色固体析出 0.2 mol·L-1 CuSO4溶液,再开始铝条表面无明显变化,加NaCl后,铝条加入一定质量的NaCl固体 表面有气泡产生,并有红色固体析出 2 mol·L-1 CuSO4溶液 2 mol·L-1 CuCl2溶液

铝条表面有少量气泡产生,并有少量红色固体 反应非常剧烈,有大量气泡产生,溶液变成棕褐色,有红色固体和白色固体生成 (1)实验1中,铝条表面析出红色固体的反应的离子方程式为_________。

(2)实验2的目的是证明铜盐中的阴离子Cl-是导致实验1中反应迅速发生的原因,实验2中加入NaCl固体的质量为_________ g。 (3)实验3的目的是_________。

(4)经检验知,实验4中白色固体为CuCl。甲同学认为产生白色固体的原因可能是发生了Cu +CuCl2

2CuCl的反

应,他设计了右图所示实验证明该反应能够发生。

① A极的电极材料是_________。

②能证明该反应发生的实验现象是_________。

(5)为探究实验4中溶液呈现棕褐色的原因,分别取白色CuCl固体进行以下实验:

实验序号 i ii iii 实验操作 加入浓NaCl溶液 加入饱和AlCl3溶液 向i所得溶液中加入2 mol·L1 CuCl2溶液 --

实验现象 沉淀溶解,形成无色溶液 沉淀溶解,形成褐色溶液 溶液由无色变为褐色 -

查阅资料知:CuCl难溶于水,能溶解在Cl浓度较大的溶液中,生成[CuCl2]络离子,

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用水稀释含[CuCl2]的溶液时会重新析出CuCl沉淀。

①由上述实验及资料可推断,实验4中溶液呈棕褐色的原因可能是[CuCl2]与_________作用的结果。

②为确证实验4所得的棕褐色溶液中含有[CuCl2],应补充的实验是_________。 (6)上述实验说明,铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液的反应现象与_________有关。 27.(共12分,每空2分) (1)①NiR2 + S2-②S2- + H2O NiS↓+ 2R-

HS- + OH- NiR2 + 2OH- Ni(OH)2↓+ 2R- -

(2)①NiR2在溶液中存在以下平衡:NiR2 (aq) Ni2+(aq) +2R-(aq)。Fe2+和H2O2通过反应i和反应ii将R—转化成难以与Ni2+络合的·R,使c(R-)减小,平衡正向移动,实现“脱络” ②0.45低于此数值,反应i生成的·OH过少,不足以使R—充分转化成·R;高于此数值,H2O2多,但反应i生成的·OH能与H2O2发生反应iii,使H2O2转化成O2和H2O,同样不能使R—充分转化成·R。 28.(共16分;每空2分) (1)3Cu2+ + 2Al (2)0.117

(3)证明增大CuSO4溶液的浓度能够使Al和CuSO4的反应发生 (4)①金属铜

②电流计指针偏转,两极均有白色沉淀生成 (5)① Al3+、Cu2+(多写H+不扣分,写“金属阳离子”给1分) ②取适量实验4的棕褐色溶液,加水稀释,观察是否出现白色沉淀 (6) 铜盐中阴离子的种类、铜盐溶液的浓度等 2Al3+ + 3Cu

26.(13 分)太阳能、风能发电逐渐得到广泛应用,在发电系统中安装储能装置有助于持续稳定供电,其构造的简化图如下:

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(1) 下列说法中,正确的是______( 填字母序号)。 a.太阳能、风能都是清洁能源

b.太阳能电池组实现了太阳能到电能的转化 c.控制系统能够控制储能系统是充电还是放电

d.阳光或风力充足时,储能系统实现由化学能到电能的转化

(2 )全钒液流电池是具有发展前景的、用作储能系统的蓄电池。已知放电时V2+发生氧化反应,则放电时电极A 的电极反应式为___________;充电时电极B 做______极。 (3) 含钒废水会造成水体污染,对含钒废水(除VO2+外,还含有Al3+,Fe3+等)进行综合处理可实现钒资源的回收利用,流程如下:

已知溶液pH 范围不同时,钒的存在形式如下表所示:

钒的化合价 pH<2 +4价 +5价 pH>11 VO2+,VO(OH)+ VO(OH)3- VO2+ VO43- ①加入NaOH 调节溶液pH至13时,沉淀1达最大量,并由灰白色转变为红褐色,用化学用语表示加入NaOH 后生成沉淀1的反应过程为_______、_______;所得滤液1中,铝元素的存在形式为__________。

②向碱性的滤液1( V的化合价为+4 )中加入H2O2的作用是________(用离子方程式表示)。 27.(16 分)实验小组探究KI 与Cu(NO3)2 的反应,进行实验一:

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实验一

注: 本实验忽略Cu2+在此条件下的水解。

(1)取棕黄色清液,加入少量______溶液(试剂a),清液变为______色,说明生成了I2。 (2)探究生成I2的原因。

①甲同学进行如下实验: 向2mL Imol/LKI 溶液中加入1mL______溶液( 硝酸酸化,pH=1.5 ),再加入少量试剂a,观察到与(1)相同的现象。甲同学由此得出结论: 实验一中生成I2 的原因是酸性条件下,NO3- 氧化了I-。

②乙同学认为仅由甲同学的实验还不能得出相应结论。他的理由是该实验没有排除____氧化I-的可能性。

③若要确证实验一中是NO3-氧化了I-,应在实验一的基础上进行检验______的实验。 (3)探究棕黑色沉淀的组成。

①查阅资料得知: CuI 为难溶于水的白色固体。于是对棕黑色沉淀的组成提出两种假设: a.CuI吸附I2; b.______吸附I2。

为证明上述假设是否成立,取棕黑色沉淀进行实验二:

实验二

已知: CuI难溶于CCl4;I2+2S2O32-=2I-+S4O62-(无色);Cu++2S2O32-=Cu(S2O3)23-(无色)。 由实验二得出结论: 棕黑色沉淀是CuI吸附I2 形成的。 ②现象ⅲ为______________。

③用化学平衡移动原理解释产生现象ii 的原因:________________。

④由实验二可推知,Cu(NO3)2 与KI 反应过程中,一定发生的反应的离子方程式为______。

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2017-2024北京高三化学一模---工业流程及实验专题海淀区高三年级2017-2024学年度第二学期适应性练习27.(12分)金属镍具有较高的经济价值,工业上采用一定方法处理含镍废水使其达标排放并回收镍。某电镀废水中的镍主要以NiR2络合物形式存在,在水溶液中存在以下平衡:NiR2(aq)Ni2+(aq)+2R-(aq)(R-为有机物
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