北京市届高三各城区一模化学试题卷分类汇编工艺设计流程word版含答案解析.docx
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北京市届高三各城区一模化学试题卷分类汇编工艺设计流程word版含答案解析
北京市2018届高三各城区一模化学试题分类汇编——
工艺流程
(海淀)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:
(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
pH>11
+4价
VO2+,VO(OH)+
VO(OH)3-
+5价
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)。
(朝阳)27.(14分)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx(主要成分为NO、NO2的混合物),对烟气进行脱硫、脱硝有多种方法。
(1)碱液吸收法:
采用石灰乳脱除SO2。
脱除后的主要产物是。
(2)液相氧化法:
采用NaClO溶液进行脱除。
①NaClO水解的离子方程式是_______。
②NaClO溶液吸收NO的主要过程如下:
ⅰ.NO(aq)+HClO(aq)⇌NO2(aq)+HCl(aq)ΔH1
ⅱ.3NO2(aq)+H2O(l)⇌2HNO3(aq)+NO(aq)ΔH2
NO(aq)转化为HNO3(aq)的热化学方程式是。
③研究pH对NO脱除率的影响。
调节NaClO溶液的初始pH,NO的脱除率如下:
初始pH
3.5
4.5
5.5
6.5
7.5
NO脱除率
91%
88%
83%
65%
51%
pH影响NO脱除率的原因是。
(3)研究发现,在液相氧化法中,一定量的SO2能提高NOx的脱除率。
当pH=5.5时,SO2对有效氯含量、NOx脱除率的影响如下图所示。
①据图1,通入SO2后有效氯含量降低。
SO2和HClO反应的离子方程式是。
②针对图2中NOx脱除率提高的原因,研究者提出了几种可能发生的反应:
A.SO2+2NO+H2O=N2O+H2SO4
B.2SO2+2NO+2H2O=N2+2H2SO4
C.4SO2+2NO2+4H2O=N2+4H2SO4
用同位素示踪法确认发生的反应:
把15NO2和NO按一定比例混合,通入SO2
的水溶液中,检测气体产物。
a.气体产物中主要含有15N2、N2O,则发生的主要反应是(填序号)。
b.同时检测到气体产物中还有15NN,产生15NN的化学方程式是。
(东城)26.(13分)用钒钛磁铁矿为原料冶炼铁,产生一种固体废料,主要成分如下表。
通过下列工艺流程可以实现元素Ti、Al、Si的回收利用,并得到纳米二氧化钛和分子筛。
请回答下列问题:
(1)步骤①②③中进行分离操作的名称是,
(2)下列固体废料的成分中,不属于碱性氧化物的是(填字母序号)。
a.TiO2b.MgOc.SiO2d.CaO
(3)熔融温度和钛的提取率关系如下图,适宜温度为500℃,理由是。
(4)滤液①中溶质的成分是。
(5)步骤②中发生反应的离子方程式是。
(6)将步骤③中制取分子筛的化学方程式补充完整:
根据成分表中数据,计算10kg固体废料,理论上应再加入Na2Si03物质的量的计算式是n(Na2SiO3)=mol(摩尔质量/g/mol:
SiO260Al2O3102)。
(西城)25.(12分)为消除燃煤烟气中含有的SO2、NOx,研究者提出了若干烟气“脱硫”、“脱硝”的方法。
(1)向燃煤中加入适量石灰石,高温时将SO2转化为CaSO4的化学方程式是______。
(2)选择性催化还原法(SCR)“脱硝”。
在催化剂的作用下,选取还原剂将烟气中的NO进行无害化处理。
NH3还原NO的化学方程式是______。
(3)以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。
控制溶液的pH=5.5,将烟气中的SO2、NO转化为SO42−、NO3−,均为放热反应。
①在图1中画出“放热反应”的反应过程中的能量变化示意图。
图1
②NaClO溶液吸收烟气中SO2的离子方程式是______。
③一定时间内,温度对硫、硝脱除率的影响曲线如图2,SO2的脱除率高于NO,可能的原因是______(写出1种即可)。
图2
④烟气中SO2和NO的体积比为4∶1,50℃时的脱除率见图2,则此吸收液中烟气转化生成的NO3−和Cl−的物质的量之比为______。
(房山)27.(12分)钛铁矿主要成分为FeTiO3(含有少量MgO、SiO2等杂质),Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿来制备,工艺流程如下:
(1)钛铁矿在预处理时需要进行粉碎,其原因是___________________。
(2)过程①中反应的离子方程式是:
FeTiO3+4H++4Cl-==Fe2++TiOCl42-+2H2O、_______。
(3)过程①中,铁的浸出率结果如图1所示。
由图可知,当铁的浸出率为80%时,所采用的实验条件是___________________。
(4)过程②中固体TiO2与双氧水、氨水反应转化成(NH4)2Ti5O15溶液时,Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图2所示,反应温度过高时,Ti元素浸出率下降的原因是___________。
(5)在滤液B转化为FePO4沉淀过程中发生以下反应,请配平:
Fe2++_____+H3PO4===FePO4+____+_____
(6)过程
中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式是_________________________。
(丰台)27.(14分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的杀菌消毒剂,同时也是对烟气进行脱硫、脱硝的吸收剂。
Ⅰ.以氯酸钠(NaClO3)为原料制备NaClO2粗品的工艺流程如下图所示:
已知:
i.纯ClO2易分解爆炸,空气中ClO2的体积分数在10%以下比较安全;
ii.NaClO2在碱性溶液中稳定存在,在酸性溶液中迅速分解;
iii.NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出NaClO2∙3H2O,等于或高于38℃时析出NaClO2晶体,高于60℃时分解成NaClO3和NaCl。
(1)试剂A应选择 。
(填字母)
a.SO2b.浓硝酸c.KMnO4
(2)反应②的离子方程式为 。
(3)已知压强越大,物质的沸点越高。
反应②结束后采用“减压蒸发”操作的原因是 。
(4)下列关于上述流程的说法中,合理的是 。
(填字母)
a.反应①进行过程中应持续鼓入空气
b.反应①后得到的母液中,溶质的主要成分是NaCl
c.反应②中NaOH溶液应过量
d.冷却结晶时温度选择38℃,过滤后进行温水洗涤,然后在低于60℃下进行干燥,得到粗产品NaClO2
Ⅱ.采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。
(5)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323K,NaClO2溶液浓度为5×10−3mol/L。
反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表:
离
子
SO42−
SO32−
NO3−
NO2−
Cl−
c/(mol/L)
8.35×10−4
6.87×10−6
1.5×10−4
1.2×10−5
3.4×10−3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式 。
②由实验结果可知,脱硫反应速率 (填“大于”或“小于”)脱硝反应速率。
除SO2和NO在烟气中的初始浓度不同外,还可能存在的原因是 。
(答出两条即可)
(石景山)26.(12分)化学家侯德榜创立了中国的制碱工艺,促进了世界制碱技术的发展。
下图是纯碱工艺的简化流
(1)写出CO2的电子式____________________。
(2)用离子方程式表示纯碱工艺中HCO3-的生成___________________。
(3)工业生产时先氨化再通CO2,顺序不能颠倒,原因是_______________。
(4)滤液A中最主要的两种离子是_________。
(5)某小组设计如下实验分离滤液A中的主要物质。
打开分液漏斗活塞,一段时间后,试管中有白色晶体生成,用化学原理解释白色晶体产生的原因___________________。
(6)某纯碱样品因煅烧不充分而含少量NaHCO3,取质量为m1的纯碱样品,充分加热后质量为m2,则此样品中碳酸氢钠的质量分数为______________________。
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工艺流程
参考答案
(海淀)26.(共13分,除特殊标注外,每空2分)
(1)abc(答对1~2个给1分)
(2)VO2++e-+2H+
VO2++H2O阴
(3)①Fe2++2OH-
Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H2O+O2
4Fe(OH)3
AlO2-(此空1分)
②2VO(OH)3-+H2O2+4OH-
2VO43-+6H2O
(朝阳)27.
(1)CaSO3(或CaSO4)
(2)①ClO-+H2O⇌HClO+OH-
②2NO(aq)+3HClO(aq)+H2O(l)⇌2HNO3(aq)+3HCl(aq)ΔH=3ΔH1+ΔH2
③降低pH,促进ClO-+H2O⇌HClO+OH-正向移动(或
),
升高,氧化性增强。
(3)①
②a.A和C
b.
(东城)
高温
(西城)25.(12分,每空2分)
催化剂
(1)2CaCO3+2SO2+O2=====2CaSO4+2CO2
(2)4NH3+6NO=====5N2+6H2O
(3)①
②SO2+ClO−+H2O==SO42−+Cl−+2H+
③SO2在水中的溶解度大于NO;SO2在溶液中的还原性强于NO;SO2与NaClO溶液的反应速率大于NO
④2∶13
(房山)27.(12分)
(1)增大反应物接触面积,加快反应速率。
(2)MgO+2H+====Mg2++H2O
(3)100℃3小时
(4)温度过高,双氧水分解与氨气逸出导致Ti元素浸出率下降
高温
(5)2Fe2++H2O2+2H3PO4==2FePO4+4H++2H2O
(6)2FePO4+Li2CO3+H2C2O4=