山东17地市高三一模化学工业应用汇编.docx

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山东17地市高三一模化学工业应用汇编

2014年山东17地市高三一模化学工业应用汇编

29．（18分）某工业废水中含有CN-和Cr2O72-等离子，需经处理达标后才能排放，污水处理厂拟用下列流程进行处理：

回答下列问题：

（1）步骤②中，CN-被ClO-氧化为CNO-的离子方程式为

（2）含Cr3+废水可以加入熟石灰进一步处理，目的是。

（3）在25℃下，将amol·L-1的NaCN溶液与0．01mol·L-1的盐酸等体积混合，反应后测得溶液pH=7，则a0．01（填“>”、“<”或“=”）；溶液中c（Na+）-c（CN-）=mol·L-1。

（4）步骤③中所用Na2S2O3溶液常用做标准溶液测定I2在溶液中的含量，滴定操作中常选用做指示剂。

（5）电解法也能将一定浓度的酸性废水中的Cr2O72-转化为Cr3+，其原理如图所示：

①A为极，阴极的电极反应式。

②已知25℃时，Ksp[Cr（OH）3]=5．0×10-31，则Cr3+的水解平衡常数Kh=

30．（16分）在自来水消毒和工业上砂糖、油脂的漂白与杀菌过程中，亚氯酸钠（NaClO2）发挥着重要的作用。

下图是生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：

①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O；

②常温下，Ksp（FeS）=6．3×10-18；Ksp（CuS）=6．3×10-28；Ksp（PbS）=2．4×10-28

（1）反应I中发生反应的离子方程式为。

（2）从滤液中得到NaClO2·3H2O晶体的所需操作依次是（填写序号）。

a．蒸馏b．蒸发浓缩c．过滤d．冷却结晶e．灼烧

（3）印染工业常用亚氯酸钠（NaClO2）漂白织物，漂白织物时真正起作用的是HClO2。

下表是25℃时HClO2及几种常见弱酸的电离平衡常数：

弱酸

HClO2

HF

H2CO3

H2S

Ka／mol·L-1

1×10-2

6.3×10-4

K1=4.30×10-7

K2=5.60×10-11

K1=9.1×10-8

K2=l.1×10-12

①常温下，物质的量浓度相等的NaClO2、NaF、NaHCO3、Na2S四种溶液的pH由大到小的顺序为（用化学式表示）；体积相等，物质的量浓度相同的NaF、NaClO2两溶液中所含阴阳离子总数的大小关系为：

（填“前者大”“相等”或“后者大”）。

②Na2S是常用的沉淀剂。

某工业污水中含有等浓度的Cu2+、Fe2+、Pb2+离子，滴加Na2S溶液后首先析出的沉淀是；常温下，当最后一种离子沉淀完全时（该离子浓度为10-5mol·L-1）此时体系中的S2-的浓度为。

（4）Ⅲ装置中生成气体a的电极反应式，若生成气体a的体积为1．12L（标准状况），则转移电子的物质的量为。

3．（17分）下图是某研究性学习小组设计的对一种废旧合金的各成分（含有Cu、Fe、Si三种成分）进行分离、回收再利用的工业流程，通过该流程将各成分转化为常用的单质及化合物。

固体C

已知：

298K时，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，

Ksp[Mn（OH）2]=1.9×10-13，

根据上面流程回答有关问题：

（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ指的是。

（2）加入过量FeCl3溶液过程中可能涉及的化学方程式：

。

（3）过量的还原剂应是。

（4）①向溶液b中加入酸性KMnO4溶液发生反应的离子方程式为。

②若用Xmol/LKMnO4溶液处理溶液b，当恰好将溶液中的阳离子完全氧化时消耗KMnO4溶液YmL，则最后所得红棕色固体C的质量为g（用含X、Y的代数式表示）。

（5）常温下,若溶液c中所含的金属阳离子浓度相等，向溶液c中逐滴加入KOH溶液，则三种金属阳离子沉淀的先后顺序为：

﹥﹥。

（填金属阳离子）

（6）最后一步电解若用惰性电极电解一段时间后，析出固体B的质量为Zg，同时测得阴阳两极收集到的气体体积相等，则标况下阳极生成的最后一种气体体积为L（用含Z的代数式表示）；该电极的反应式为.

4、（17分）铁及其化合物应用广泛。

（1）三氯化铁是一种水处理剂，工业制备无水三氯化铁固体的部分流程如下图：

①检验副产品中含有X时，选用的试剂是（填下列各项中序号）。

a．NaOH溶液b．KSCN溶液C．酸性KMnO4溶液d、铁粉

②在吸收塔中，生成副产品FeCl。

的离子方程式为

（2）高铁酸钾（K2FeO4）也是一种优良的水处理剂，工业上，可用铁作阳极，电解KOH溶液制备高铁酸钾。

电解过程中，阳极的电极反应式为；电解一段时间后，若阳极质量减少28g，则在此过程中，阴极析出的气体在标准状况下的体积为L。

（3）硫化亚铁常用于工业废水的处理。

①你认为，能否用硫化亚铁处理含Cd2+的工业废水?

（填“能”或“否”）。

请根据沉淀溶解平衡的原理解释你的观点（用必要的文字和离子方程式说明）：

（已知：

25℃时，溶度积常数Ksp（FeS）=6．3×10-18、Ksp（CdS）=3．6×10-29）

②工业上处理含Cd2+废水还可以采用加碳酸钠的方法，反应如下：

2Cd2++2CO32-+H2O===Cd2（OH）2CO3

+A。

则A的化学式为。

5、（16分）已知甲、乙、丙分别代表中学化学中的常见物质，请根据题目要求回答下列问题：

I．若甲的化学式为RCl3，其溶液在加热蒸干并灼烧时可发生反应：

a．甲+H2O

乙+丙b．乙

氧化物+H2O

①若甲为某用途广泛的金属元素的氯化物，其溶液在上述变化中生成的氧化物为红棕色粉末，则甲发生a反应的化学方程式为：

________________

②若甲为某短周期金属元素的氯化物，则该金属在周期表中的位置是：

______________；

若向30mLlmo1／L的甲的溶液中逐渐加入浓度为4mol／L的NaOH溶液，若产生0.78g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为__________（选填编号）．

A．3mLB．7．5mLC．15mLD．27．5mL

③将以上两种金属单质用导线连接，插入一个盛有NaOH溶液的烧杯中构成原电池，则负极发生的电极反应为_______________________．

II．若甲，乙、丙均是短周期中同一周期元素形成的单质或化合物，常温下乙为固体单质，甲和丙均为气态化合物，且可发生反应：

甲+乙

丙．则：

①写出上述反应的化学方程式_______________________________。

②0．5mol气体甲与足量的过氧化钠反应，转移电子的数目为_____________________.

③将一定量气体甲通入某浓度的NaOH溶液得溶液A，向A溶液中逐滴滴入稀盐酸，加入

（HCl）与生成

（甲）的关系如图所示，溶液A中各离子浓度由大到小的顺序为______________________________.

6、（18分）工业废水随意排放会造成严重污染，根据成分不同可采用不同的处理方法。

（1）电池生产工业废水中常含有Cu2+等重金属离子，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去。

已知室温下Ksp（FeS）＝6.3×10－18mol2·L－2，Ksp（CuS）＝1.3×10－36mol2·L－2。

请用离子方程式说明上述除杂的原理      。

FeS高温煅烧产生的SO2气体通入下列溶液中，能够产生沉淀的是（填序号）

a．Ba（NO3）2b．BaCl2c．Ba（OH）2d．溶有NH3的BaCl2溶液

③若将足量SO2气体通入0.2mol·L－1的NaOH溶液，所得溶液呈酸性，则溶液中离子浓度由大到小的顺序为。

（2）采用电解法处理含有Cr2O72－的酸性废水，在废水中加入适量NaCl，用铁电极电解一段时间后，有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀生成，从而降低废水中铬元素的含量。

若阳极用石墨电极则不能产生Cr（OH）3沉淀，用必要的化学语言说明原因___________________。

（3）废氨水可以转化成氨，氨再设计成碱性燃料电池。

右图是该燃料电池示意图，产生的X气体可直接排放到大气中。

a电极作极（填“正”“负”“阴”或“阳”），其电极反应式为；T℃下，某研究员测定NH3·H2O的电离常数为1.8×10－5，NH4+的水解平衡常数为1.5×10－8（水解平衡也是一种化学平衡，其平衡常数即水解常数），则该温度下水的离子积常数为，请判断T25℃（填“＞”“＜”“＝”）。

7、（18分）亚氯酸钠（NaClO2）是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品工业。

它在碱性环境中稳定存在。

工业设计生产NaClO2的主要流程如下：

（1）A的化学式是，装置III中A在极区产生。

（2）II中反应的离子方程式是。

（3）通电电解前，检验III中阴离子的方法和步骤是。

（4）为防止II中制备的NaClO2被还原成NaCl，应选合适的还原剂，除双氧水外，还可以选择的还原剂是（填字母编号）。

a．Na2O2b．FeCl2c．Na2S

（5）常温时，HClO2的电离平衡常数Ka=1．07

10-2mol·L-1，II中反应所得NaClO2溶液（含少量NaOH）的pH=13，则溶液中

=。

（6）气体a、b与氢氧化钠溶液可构成燃料电池，用该电池电解200mL0．5mol·L-1的CuSO4溶液，生成铜3．2g，此时所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是

8、（17分）铁、铜及其化合物在工农业生产中应用广泛。

（1）在潮湿空气中，钢铁发生电化学腐蚀转化为Fe（OH）2的反应方程式为。

在含有等浓度硫酸溶液的下列装置中，铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是（用序号填写）。

（2）已知：

3Fe（s）+2O2（g）=Fe3O4（s）

H=-1118kJ·mol-1

2Al（s）+3/2O2（g）=A12O3（s）

H=-1675．7kJ·mol-1

则焊接钢轨时铝与Fe3O4发生反应生成铁和Al2O3的热化学方程式为。

（3）Na2FeO4具有强氧化性，其电解制法如右图所示，请写出阳极的电极反应式。

Na2FeO4是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂，其原理是。

（4）工业上常用FeCl3溶液腐蚀印刷线路板，发生反应的离子方程式是。

若腐蚀铜板后的溶液中，Cu2+、Fe3+和Fe2+浓度均为0．1mol·L-1，结合下图分析，当混合溶液中通入氨气调节溶液的pH=5．6时，溶液中存在的金属阳离子为。

从图中数据计算Fe（OH）2的溶度积Ksp[Fe（OH）2]=。

已知：

横坐标为溶液的pH，纵坐标为金属离子的物质的量浓度的对数（当溶液中金属离子浓度

10-5mol·L-1时，可认为沉淀完全）。

9、（17分）2014年初，雾覆天气多次肆虐我国中东部地区。

加强汽车尾气排放监测和燃煤企业的治理对于减少雾霾具有重要的意义。

（1）利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。

该电池中电解质为熔融碳酸盐，CO32-在固体介质中可以自由移动，气体A为，正极发生的电极反应式。

（2）某化学兴趣小组用下图所示流程，测定标准状况下体积为VL的燃煤烟气中SO2的含量：

尾气中SO2的体积分数为（用含有V、m的代数式表示）。

（3）已知常温下弱电解质的电离平衡常数如下

NH3·H2O

Kb=1.8×10-5mol·L-1

H2SO3

Ka1=1.2×10-2mol·L-1Ka2=1.3×10-8mol·L-1

①若用氨水吸收工业废气中的SO2，当吸收液失去吸收能力时，则此时溶液呈性（填“酸”“碱”或“中”）。

②在通入废气的过程中，水的电离程度如何变化。

当恰好形成正盐时，溶液中离子浓度的大小关系为。

③可通过电解法使吸收液再生而循环利用（电极均为石墨电极），并生成化工原料硫酸。

其工作示意图见右图。

试写出生成硫酸的电极反应式。

10、（13分）工业上利用铬铁矿（FeO

Cr2O3）冶炼铬的工艺流程如下：

（l）实验室焙烧铬铁矿可选用的装置是__________（填序号）。

（2）完成下列化学方程式（在横线上填写物质的化学式及计量数）：

____________

（3）操作I包括过滤与洗涤，简述实验室中洗涤沉淀的操作：

_____________________

________________________________________________________________________。

（4）Cr（0H）3和Al（OH）3类似，也是两性氢氧化物，写出Cr（OH）3溶于浓氢氧化钠溶液

的离子方程式_________________________________________。

（5）由Cr2O3冶炼Cr的化学方程式为____________________________。

（6）目前有一种采用以铬酸钠（Na2CrO4）为原料，用电化学法制备重铬酸钠（Na2Cr2O7）

的实验装置如下图所示（已知：

）。

①写出阴极的电极反应式为________________________________________。

②电解一段时间后，测得阳极区溶液中Na＋物质的量由amol变为bmol，则此时铬酸钠的转化率为______________________

11、（17分）硫的化合物在生产和科研中发挥着重要作用。

（1）SO2Cl2常用于制造医药品、染料、表面活性剂等。

已知：

SO2Cl2（g）

SO2（g）＋Cl2（g）△H＝＋97.3kJ·mol－1

某温度时向体积为1L的恒容密闭容器中充入0.20molSO2Cl2，达到平衡时，容器中含0.18molSO2，则此过程反应吸收的热量为_____kJ，该温度时反应的平衡常数为_____。

将上述所得混合气体溶于足量BaCl2溶液中，最终生成沉淀的质量为_______。

（2）工业上制备硫酸的过程中存在反应：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）△H＝－198kJ·mol－1

400℃，1.01×105Pa，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量SO2和O2，n（SO3）和n（O2）随时间的变化曲线如图所示。

①0～20min反应的平均速率υ（O2）＝___________。

②下列叙述正确的是。

a．A点υ正（SO2）＞υ逆（SO2）

b．B点处于平衡状态

c．C点和D点n（SO2）相同

d．其它条件不变，500℃时反应达平衡，n（SO3）比图中D点的值大

（3）工业上用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2。

将烟气通入1.0mol·L－1的Na2SO3溶液，当溶液pH约为6时，Na2SO3溶液吸收SO2的能力显著下降，应更换吸收剂。

此时溶液中c（SO32－）的浓度是0.2mol·L－1，则溶液中c（HSO3－）是_________mol·L－1。

12、（18分）锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。

某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、导电剂乙炔黑和铝箔等。

充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6。

现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。

同答下列问题：

（1）LiCoO2中，Co元素的化合价为_______。

（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式______________________。

（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式____________________________、____________________________。

（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式________________________。

（5）充放电过释中，发生LiCoO2与

之间的转化，写出放电时电池反应方程式______________________。

（6）在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有_________________________（填化学式）。

13、（14分）研究银及其化合物具有重要意义。

（l）已知：

Ag2O（s）+2HC1（g）2AgC1（s）+H2O

（1）△H1=－324．4kJ·mo1－1

2Ag（s）+1/2O2（g）Ag2O（s）△H2=－30．6kJ·mo1－1

H2（g）+C12（g）2HC1（g）△H3=－184．4kJ．·mo1－1

2H2（9）+O2（g）2H2O

（1）△H4=－571．2l·mo1－1

写出氯气与银生成固体氯化银的热化学方程式________。

（2）美丽的银饰常用Fe（NO3）3溶液蚀刻，写出Fe3+与Ag反应的离子方程式____；

要判定Fe（NO3）3溶液中N

是否在银饰蚀刻中发生反应，可取

的硝酸溶液，然后根据其是否与Ag发生反应来判定。

（3）银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，放电时，正极Ag2O2转化为Ag，负极Zn转

化为Zn（OH）2，则正极反应式为，负极附近溶液的pH___（填“增大”、“不变”或“减小”）。

（4）电解法精炼银时，粗银应与直流电源的极相连，当用AgNO3和HNO3混合溶液

做电解质溶液时，发现阴极有少量红棕色气体，则产生该现象的电极反应式为____。

14、（9分）

碘化钠是制备无机和有机碘化物的原料，在医药上用作祛痰剂和利尿剂等。

工业上用铁屑还原法制备NaI，其主要流程如下图：

（1）写出铁屑转化为Fe（OH）3反应的离子方程式：

_________________________________。

（2）判断碘已完全反应的方法是_________________________________________________。

（3）由滤液得到NaI晶体的操作是_______________________________________________。

（4）测定产品中NaI含量的方法是：

a．称取3．000g样品溶解，在250mL容量瓶中定容；

b．量取25．00mL待测溶液于锥形瓶中；

c．用0．100mol

溶液滴定至终点，消耗

溶液体积的平均值为19．00mL。

①上述测定过程所需仪器中，需要检查是否漏液的仪器有__________________________，

其中使用前需进行润洗的仪器是_________________________；

②上述样品中NaI的质量分数为_______________________________________________。

15、（9分）氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。

（1）已知：

①

=

mol

②

=

mol

③

=

mol

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式_______________________。

（2）生产甲醇的原料CO和H2来源于下列反应：

①一定条件下

的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。

则

___________

（填“<”、“>”或“="，下同）；A、B、C三点处对应平衡常数（

）的大小关系为___________；

②100℃时，将1mol

和2mol

通入容积为1L的定容密闭容器中发生反应，能说明该反应已经达到平衡状态的是_____________（填序号）。

a．容器的压强恒定

b．单位时间内消耗0.1molCH4同时生成0.3molH2

c．容器内气体密度恒定

d．

如果达到平衡时

的转化率为0．5，则100℃时该反应的平衡常数K=____________。

（3）某实验小组利用CO（g）、

、KOH（aq）设计成如图b所示的电池装置，则该电池负极的电极反应式为_____________。

16、（10分）钠、镁、铁、铜及其化合物在科研和生产生活中有广泛的应用。

（1）Mg—H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。

该电池以海水为电解质溶液，结构如右图所示。

电池工作时，正极的电极反应式。

常温下，用该电池电解200mL的饱和硫酸铜溶液（电极为惰性电极），反应时溶液中水的电离平衡移动（填“向左”“向右”或“不”）；当消耗24mg金属Mg，电解后溶液的pH=（不考虑溶液的体积变化）。

（2）利用电解法在铁制品上镀铜可以防止铁被腐蚀，以下说法正确的是。

a．电镀时，铜和石墨都可以做阳极，可溶性铜盐作电解质溶液

b．电镀过程中，温度升高，电解反应速率加快

c．电镀过程中，电能全部转化为化学能

d．电镀过程中，铜离子向阴极移动，发生还原反应

（3）NaHS可作为沉淀剂除去溶液中的Cu2+。

常温下，NaHS溶液显碱性，原因是（用离子方程式和必要的文字说明）。

向含有Cu2+的废水中加入少量NaHS固体，废水溶液的pH（填“增大”“减小”或“不变”）。

17．（8分）铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：

回答下列有关问题：

（1）铁元素位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，原子序数是26，最外层有2个电子。

元素铁的原子结构示意图是。

（2）检验硫酸铁溶液中是否存在Fe2+的方法是

（3）

（4）高铁酸钠（Na2FeO4）是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比

高锰酸钾强，其本身在反应中被还原为Fe3+。

Na2FeO4之所以能净水，除了能消毒杀菌外，另一个原因是（结合离子方程式说明）。