并向专家咨询专家就以下几个方面与同学们展开讨论.docx

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1、1. 某化学研究性小组同学提出回收含铜电缆废料中提取铜的两种方案，并向专家咨询，专家就以下几个 方面与同学们展开讨论：H-z tizt方案甲:在空气中灼烧*对滤,黑色固体及残留物足量稀硫酸、加热A蓝色溶液及不溶物滤液浅绿色溶液及红色沉淀物过滤*红色粉末方案乙:粉碎AI加入足量稀硫酸 人I含铜废料I 碎铜、碎电缆皮、其他杂质I通入空气并加热蓝色溶液及不溶物过滤、言液加铁屑H浅绿色溶液及红色沉淀物过滤*红色粉末(1) 两个方案哪个符合当前生产的绿色理念，为什么？(2) 方案甲中的步骤与铜有关的反应是离子反应吗？若是，写出离子方程式。(3) 专家建议，无论是甲还是乙的方案，在“加铁屑”这一步时，应该

2、加入略过量的铁屑，目的是：。(4) 专家请同学们用简便的方法检验红色粉末中是否含有过量的铁屑，同学们运用所学的知识提出了几 种方案，请你写出其中的一种方案。(5) 为了提高原料的，专家建议把最后一步所得浅绿色滤液通过蒸发、冷却结晶、洗涤、自然 干燥得到一种带结晶水的硫酸亚铁晶体。研究小组按专家的建议完成上面操作步骤，获得晶体后对其进行检测 先取a g的晶体进行脱水实验，获得无水固体为(a-1.26) g 将无水固体溶于足量的水配成溶液后滴加1.00mol/L的氯化钡溶液，当滴加10.00mL溶液时，沉淀恰 好完全。研究小组通过计算测知该晶体的化学式。2. 工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三

3、个阶段进行，即煅烧、催化氧化、吸收。请回答下列个问 题：(1) 煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入 (填设备名称)(2) 催化氧化阶段反应 2SO2(g)+O2(g) -、2SO3(g) ； AH0550 C时，SO2转化为SO3的平衡转化率（a）与体系总压强（p） 的关系如右图所示。理论上要提高SO2的转化率，反应的条件应温、高 压（填“高”、“低”、或“常”），但通常情况下工业生产 中采用常压的原因是。将2.0 mol SO2和1.0 molO2置于5 L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为 0.10 M Pa。该反应的平衡常数等 于。（3）为循环利用催化剂，科研人员最新研

4、制了一种离子交换法回收帆的新工艺，回收率达91.7%以上。已知废帆催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣。查阅资料知：VOSO4可 溶于水，V2O5难溶于水，NH4VO3难溶于水。该工艺的流程如下图。贝上反应中属于氧化还原反应的 （填数字序号），反应的离子方程式为。该工艺中反应的沉淀率（又称沉矶率）是回收帆的关键之一，沉帆率的高低除受溶痴H影 响外，还需要控制氯化铵系数（nh4c 1加入质量与料液中v 2o5的质量比）和温度。根据下图试建议控制氯化 铵系数和温度：.、3. 合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为：N2(g)+3H

5、2(gL3NH3(g)H=92.2kJ/mol。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到，H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为：催化剂一 铁触媒， 温度一400500C，压强一3050MPa。回答下列问题:(1) 合成氨工业中原料气压缩到3050MPa的原因是。从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，实际生产中采用400500C的高温，原因之一是考虑到催化剂的催 化活性，原因之二是。(2) 500C、50MPa时，在容积为VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2，反应达平衡后测得平衡常数为、，此时N2的转化率为m则K和x的关系满足K=。若温度为4

6、00C，平 衡常数为与，则K1 K2 (填“”)(3) 甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为：CH4(g)+H2O(g)= CO(g)+3H2(g)。部分物质的燃烧 热数据如下表：物质燃烧热(kJ mol-1)H2(g)285.8CO(g)283.0CH4(g) 890.3已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CO燃烧的热化学方程kJ/mol 2H2(g) + O2(g)= 2H2O(g) =4. 下图是工业生产硝酸铵的流程。(1) A、B、C、D四个容器中的反应，属于氧化还原反应的 (填字母)。(2) 已知：4NH3 (g) +3O2 (g) =

7、2N2 (g) +6H2O (g)H= 一 1266. 8kJ / molN2 (g) +O2 (g) =2NO (g)AH= +180. 5 kJ / mol写出氨高温催化氧化的热化学方程式：氨催化氧化反应的化学平衡常数表达式K=。(3) 已知：N2 (g) +3H2 (g)三2NH3 (g)H=-92 kJ/mol。为提高氢气的转化率，宜采取的措施有。(填字母)A. 升高温度B.使用催化剂C.增大压强D.循环利用和不断补充氮气E.及时移出氨(4) 在一定温度和压强下，将H2和N2按3： 1 (体积比)在密闭容器中混合，当该反应达到平衡时， 测得平衡混合气中NH3的气体体积分数为17. 6%

8、，此时H2的转化率为。5. 纳米TiO2具有独特的光催化性、优异的颜色效应以及紫外线屏蔽等功能，在光催化剂、化妆品、抗紫外线吸收剂、功能陶瓷、气敏传感器件等方面具有广阔的应用前景。工业上用钛铁精矿(FeTiO3)提 炼TiO2的工艺流程如下：滤a*稀硫酸钛铁精矿冷号%曰口 堰烧.Tin*副产物&* 讥证B TiO2(1) 写出硫酸酸浸溶解钛铁精矿的离子方程 ，酸浸时为了提高浸出率， 可以采取的措施为。(2) 钛铁精矿后冷却、结晶得到的副产物A为，结晶析出A时，为保持较高的酸度不能加水， 其原因可能为。(3) 滤液水解时往往需加大量水稀释同时加热，其目的 。(4) 上述工艺流程中体现绿色化学理念

9、的是。(5) 工业上将TiO2和炭粉混合加热氯化生成的TiCl4,然后在高温下用金属镁还原TiCl4得到金属钛， 写出TiO2制备Ti的化学方程式:。6. 化学学科中的化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理。请回答下列问题：(1)已知可逆反应FeO (s)+CO (g) 1 Fe (s)+CO2 (g)是炼铁工业中一个重要反应，其温度与平衡常数K的关系如右表：T (K)9381100写出该反应平衡常数的表达。K0.680.40若该反应在体积固定的密闭容器中进行，在一定条件下达到平衡状态，改变下列条件：升高温度，混合气体的平均相对分子质 (选填“增大”、“减小”、“不 变”)；

10、充入氦气，混合气体的密度 (选填“增大”、“减小”、“不变”)。(2) 常温下，浓度均为0.1 mol-L-i的下列六种溶液的pH如下表:溶质CH COONa3NaHCO3Na CO2 3NaClONaCNCHONa6 5pH8.89.711.610.311.111.3 上述盐溶液中的阴离子，结合质子能力最强的是 根据表中数据判断，浓度均为0. 01 molL-i的下列五种物质的溶液中，酸性最强的是(填编号)；将各溶液分别稀释100倍，pH变化最小的是 (填编号)。A. HCN B. HClO C. C6H5OHD. CH3COOHE. H2CO3 据上表数据，请你判断下列反应不能成立的 (填

11、编号)。A. CH3COOH+ Na2CO3=NaHCO3+CH3COONaB. CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCNC. CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClOD. CO +HO+2CHONa=Na CO +2CHOH226 5236 5 要增大氯水中HClO的浓度，可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液，反应的离子方程式为(3) 已知常温下Cu (OH) 2的=2X10-20。又知常温下某CuSO4溶液里c (Cu2+)=0.02 molL-1， 如果要生成Cu (OH) 2沉淀，则应调整溶液pH大于；要使0.2 mol-L-i的CuSO4溶液中Cu2+ 沉淀较为完全

12、 (使Cu2 +浓度降至原来的千分之一)则应向溶液里加NaOH溶液，使溶液pH为。在全民补碘政策实施了 15年之久的今天，有媒体报道称，一些地区的临床医生反映甲状腺疾病发病呈上升趋势，于是一些专家呼吁，停止对食盐进行国家的强制加碘，应该根据不同地区的实际情况来 决定是否应该加碘。食盐加碘剂主要成份是碘酸钾(KIO3)。工业上可用碘为原料通过电解制备碘酸 钾。1 .惰性电极/直施电池3.离子立换膜4冷却水实验一在已经提取氯化钠、漠、镁等化学物质的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘:(1) 步骤加Fe的目的是(2) 写出步骤的离子方程式(3) 上述生产流程中，可以利用的副产物是(4) 分离I

13、2和丁的方法是实验二电解制取kio3，电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应： 3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O,将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。(5) 电解时，阳极上发生反应的电极反应式为；电解过程中阴极附近溶液pH (填“变大”、“变小”或“不变”)。实验三电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下:(6 )步骤的操作名称， 步骤洗涤晶体的目的 是 。8.利用废铁丝、硫酸铜废液(含硫酸亚铁)和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体。生产过程如下:试回答下列问题:铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀h2S04进行处理，可能发生反应

14、的离子方程式有（2）为了使灼烧后的氧化铜混合物充分酸溶，在加入稀H2SO4的同时，还通入02。通入02的目的是（用化学反应方程式表示）。在实验室中，常将适量浓硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体（装置如图所示）。NaOH溶液（3）写出烧瓶中发生反应的离子方程式为（4）广口瓶的作用是（5）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：将3.2 g铜丝放到45 mL 1.5 molL-1的稀硫酸中，控温在50 。加入18 mL 10%的H2O2，反 应0.5h后，升温到60 C，持续反应1 h后，过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等，用少量95%的酒精

15、淋 洗后晾干，得CuS045H20 10.5 g。请回答： 加热时温度不宜过高的原因；1. (1 )乙 本实验CuS04 5H2O的产率为。（1分）甲方案第一步“灼烧”会产生污染空气的气体、粉尘、烟雾（2分）(2) CuO + 2 肝=3+ + H2O（2分） Fe + Ci2+ = F2+ + Cu（2分）(3)确保Cu完全置换出来（2分）(4)可用磁铁检验是否含铁屑（或取样品加入盐酸看有没有气泡产生）（2分）（5）过滤。（1分）（6）5 - 7H2O(3分)2.(1)接触室（1分）(2)（2分）使用常压SO2就可以达到较高的转化率。（2分）400 L mol1,（2分）(4)（2分）NH4

16、+ VO3=NH4VO(2分)3.4 和 80C。（各2分，共4分）加压有利于平衡正向移动，提高原料气的转化率（2分）增加反应速率，缩短达到平衡的时间（2分）4 xV 227n 2(1 x)4（3分）(2分)CO(g) + 1/2O2(g)= CO2(g) AH=-283.0 kJ - mol-1（3分）4.一483.6（3分）(1) ABC（3分）(2) 4NH3(g) +5O2 (g) =4NO (g) +6H2O (g) AH=-905.8kJ/mol (3 分)“ c4(NO) -c6(H O)K =2c 4( NH 3) - c 5(02)（3分）(3)CDE（3分）(4)5.（或

17、29.9%）（3 分）（1） FeTiO3 + 6H+ = Fe2+Ti4+ + 3H2O（2分）增大硫酸浓度或加热升高温度或边加硫酸边搅拦或增30%加浸出时间等（2分）（2） （2） FeSO 7HO（2分）防止Ti（SO）水解、减少FeSO7H O的溶解量（2分）424 242（3）促进Ti4+水解趋于完全，得到更多的H2TiO3沉淀。（2分）（4） 水解得到的稀硫酸可以循环使用（2分）（5） TiO2 + 2C + 2Cl高温TiCl4 + 2CO（2分）、TiCl4 + 2Mg -高Ti + 2MgCl2（2 分）解析：（1） FeTiO3中Fe、Ti分别显+2、+4价，溶于硫酸得到对

18、应的硫酸盐。（2）副产物A为硫 酸亚铁溶液结晶得到的FeSO 7HO,结晶时不能加水，是为了防止Ti（SO）水解、减少FeSO 7HO的溶424 242解量。（3）滤液水解时往往需加大量水稀释同时加热，主要是促进Ti4+水解趋于完全，得到更多的HTiO23沉淀。（4）该工艺流程中硫酸可以循环使用，体现绿色化学理念。（4）根据提供信息书写相关反应。6. k 典） （1分）；减小（1分）；增大（1分）c（CO） CO;-（2 分）；D（1 分）；C（1 分）；CD（2 分）；2Cl2+CO2-+H2O=CO2 f+2Cl-+2HClO（2 分）。5 （2 分）；6（2 分）。解析：由表中信息知，题

19、中反应随着温度的升高，平衡常数减小，说明正反应为放热反应。升高温 度，平衡逆向移动，混合气体中CO的体积分数增大，因此平均相对分子质量减小；保持体积不变，充入 He，虽平衡不移动，但气体的质量增大，因此混合气体的密度增大。据“越弱越水解”，酸性顺序为： CHCOOHHCO HClOHCNCHOHHCO-，酸越弱，其阴离子结合质子能力越强。据酸性顺序，碳酸钠3236 53溶液只能跟盐酸反应，而不与HClO反应。因常温下Cu（OH）2的Ksp = 2X10 -20，又知常温下某CuSO4溶 液里c（ Cu2+） =0.02 molL-1，如果要生成Cu（OH）2沉淀，OH-浓度大于10-9 mol

20、L-1，即应调整溶液 pH大于5；同理，要使0.2molL-1的CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全，则应向溶液里加NaOH溶液，使 溶液pH值为6。7. 使碘化银转化成碘化亚铁（FeI2）和单质银（2分）；2Fe2+4I- + 3Cl2 = 2Fe3+ + 2I2+6Cl- （2分）；Ag -（2 分）；萃取（1分）；2I-2e- = I2（或I- + 6OH-6e-=IO-+3H2O）（3分）； 变大（1分）。冷却结晶（1分）；洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质（2分）。解析：加入铁与碘化银反应生成碘化亚铁（FeI2）和单质银，碘化亚铁（FeI2）与氯气反应2FeI2+3Cl2= 2I

21、2+2FeCl3,再改写成离子方程式。通过反应流程可发现单质银可以循环利用。溶液中分离I2 一般用萃 取的方法。电解时阳极反应是2I-2e- = I2 ，阴极反应是2H+ + 2e-= H2 f。所以电解过程中阴极附 近溶液pH变大。8. Fe2O3+6H+ = 2Fe3+ + 3H2O，2Fe3+Fe = 3Fe2+，Fe + 2H+ = Fe2+H2 f（各 1 分，共 3 分）；2Cu +O +2H SO =2CuSO +2H O 或 2Cu+O =2CuO，CuO+H SO =CuSO +H O （2 分）；3Cu+8H+ + 3NO- = 3Cu222442224423+ + 2NOf+4H2O （3分）；安全瓶（1分）；防止双氧水分解（2分）.，84% （3分）。解析：根据物质间可能的反应，写出离子方程式，注意考虑问题要全面，不要漏写。灼烧后的氧 化铜混合物中含有铜，通入氧气可以使硫酸和铜反应。铜与稀硝反应；广口瓶的作用是防止倒吸，起 安全瓶作用；温度不宜过高的原因应从双氧水的不稳定性上考虑；0. 05molCu理论上能生成0. 05 mol CuSO45H2O，质量为12. 5 g，故产率为84%。