江苏省七市(南通泰州扬州徐州淮安连云港宿迁)2020届-2022届高考化学三年模拟(二模)试题汇编-综合、推断、流程题
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一、工业流程题
1.(2020·江苏·统考二模)NaBH4是一种常见的还原剂。一种以H2、Na、硼酸三甲酯[B(OCH3)3]为原料,生产NaBH4的工艺流程如下:
(1)下列措施能提高“反应1”的化学反应速率的有______(填字母)。
A.充分搅拌熔融钠
B.将熔融钠充分分散在石蜡油中
C.反应前排尽装置中的空气
(2)在浓硫酸作用下,B(OCH3)3可由B(OH)3和CH3OH发生酯化反应制得。浓H2SO4的作用是_____。
(3)“反应2”在240℃条件下进行,生成的产物是NaBH4和CH3ONa,写出该反应的化学方程式:____ 。“反应2”所用B(OCH3)3需充分干燥,原因是______。
(4)反应NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2 可用于制取H2。一定浓度的NaBH4催化制氢的半衰期(溶液中NaBH4消耗一半时所需的时间)与溶液pH的关系如图所示:
①NaBH4与水反应所得溶液呈碱性,原因是____。
②随着反应的进行,生成H2的速率逐渐减慢,原因是_______。
2.(2020·江苏·统考二模)实验室以含银废液{主要含[Ag(NH3)2]+、[Ag(S2O3)2]3-}为原料制取硝酸银晶体,其实验流程如下:
已知:①“沉银”所得AgCl中含有少量PbCl2、Ag2S。
②Zn2+在浓氨水中以[Zn(NH3)4]2+形式存在。
③PbCl2、AgNO3的溶解度曲线如图所示:
(1)“滤液”中的主要阳离子为___(填化学式)。
(2)“除杂”分为两步:先除去PbCl2,再除去Ag2S。
①在不同温度下,AgCl、Ag2S均难溶于水。 除去PbCl2的操作为______,热水洗涤。
②向热水洗涤所得固体中加入浓硝酸和稀盐酸,边加热边充分搅拌,使Ag2S转变为AgCl。加入浓硝酸的目的是_______。
(3)室温下,可逆反应AgCl+2NH3·H2O⇌[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O的平衡常数K=___。{Ksp(AgCl)= 1.8×10-10,Ag++2NH3·H2O⇌[Ag(NH3)2]++2H2O的平衡常数为1.1×107}
(4)“还原”过程中发生反应的离子方程式为_____ 。
(5)粗银经水洗后,经多步处理可制备硝酸银晶体。请补充完整由以水洗后粗银为原料,制备硝酸银晶体的实验方案:________,过滤,________,将产生的气体和空气混合后通入NaOH溶液进行尾气处理,将所得AgNO3溶液_______,过滤,将所得晶体置于烘箱 (120℃)干燥,密封包装。(实验中须使用的试剂:稀硫酸、稀硝酸、BaC12溶液)
3.(2022·江苏·统考二模)钴酸锂电池广泛应用于笔记本电脑、手机等小型电子设备中。工业通过处理废旧钴酸锂电池正极材料(主要成分为LiCoO2,含少量金属Cu等)回收Co和Li。
(1)废电池预处理
钴酸锂电池工作时发生反应:LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2将废旧钴酸锂电池在盐水中浸泡,使电池充分放电。该处理过程既可以保障后续操作的安全性,还可以达到___的目的。
(2)酸浸正极材料
①将预处理后的正极材料粉碎,加入3mol·L-1硫酸和30%H2O2的混合溶液。写出酸浸时生成Li2SO4和CoSO4的化学方程式:___。
②其他条件相同,浸泡1h,不同温度下钴或铜的浸出率如图所示。从75℃~85℃,铜浸出率增大的幅度明显高于65℃~75℃增大的幅度,原因是___。
(3)沉钴,回收Co(OH)2
向0.100mol·L-1CoSO4溶液中滴加NaOH溶液调节pH,pH=7时开始出现Co(OH)2沉淀。继续滴加NaOH溶液至pH=___时,Co2+沉淀完全[c(Co2+)≤10-5mol·L-1]。
(4)测定Co(OH)2的含量
Co(OH)2在空气中易被氧化为CoOOH。在稀硫酸中加入0.1000gCo(OH)2样品,待样品完全溶解后加入1.000gKI固体。充分反应后,调节溶液pH=3~4。以淀粉作指示剂,用0.01000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至中点,消耗标准溶液25.00mL。
已知:Co3++I-→Co2++I2(未配平);I2+S2O→I-+S4O(未配平)
计算样品中Co(OH)2的质量分数(写出计算过程)___。
二、有机推断题
4.(2020·江苏·统考二模)盐酸罗替戈汀是一种用于治疗帕金森病的药物,其合成路线流程图如下:
(1)、CH3CH2CH2NH2中所含官能团的名称分别为 ______、 ________。
(2)D→E的反应类型是_______。
(3)B的分子式为C12H12O2,写出B的结构简式;____ 。
(4)C的一种同分异构体X同时满足下列条件,写出X的结构简式:_______。
①含有苯环,能使溴水褪色;
②能在酸性条件下发生水解,水解产物分子中所含碳原子数之比为6:5,其中一种水解产物分子中含有3种不同化学环境的氢原子。
(5)已知: R3COOH+,写出以和为原料制备的合成路线流程图_______(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
5.(2021·江苏·统考二模)多奈哌齐是一种治疗阿尔茨海默病的药物,其合成路线如下:
(1)F→G的反应类型为_______。
(2)在答题纸上用“*”标出G中的手性碳原子_______。
(3)D→E中加入试剂X的分子式为C6H5NO,写出X的结构简式:_______。
(4)D的一种同分异构体Y同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:_______。
①Y能与FeCl3发生显色反应
②1 molY与足量溴水反应时最多能消耗4 mol Br2
③Y分子中不同化学环境的氢原子数目比为6:3:2:1
(5)设计以和HOOCCH2COOH为原料制备的合成路线_______ (无机试剂、有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
6.(2022·江苏·统考二模)雷美替胺是一种失眠症治疗药物。一种合成雷美替胺的路线如图:
(1)雷美替胺分子中手性碳原子的数目是____。
(2)有机物B的结构简式为___。
(3)D→E中有一种与E互为同分异构体的副产物生成,该副产物的结构简式为____。
(4)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:___。
①分子中含有苯环,能发生银镜反应;
②分子中有4种不同化学环境的氢原子。
(5)已知:RCOOHRCOCl。写出以和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)____。
三、原理综合题
7.(2020·江苏·统考二模)H2O2的制取及其在污水处理方面的应用是当前科学研究的热点。
(1)“氧阴极还原法”制取H2O2的原理如题图所示:
阴极表面发生的电极反应有:
Ⅰ.2H++O2+2e-=H2O2
Ⅱ. H2O2+2H++ 2e-=2H2O
Ⅲ. 2H+ +2e-=H2↑
①写出阳极表面的电极反应式:___。
②其他条件相同时,不同初始pH(均小于2)条件下,H2O2浓度随电解时间的变化如图所示,c(H+)过大或过小均不利于H2O2制取,原因是_______。
(2)在碱性条件下,H2O2的一种催化分解机理如下:
H2O2(aq)+Mn2+(aq)=·OH(aq)+Mn3+(aq)+OH-(aq) ∆H=akJ/mol
H2O2(aq)+ Mn3+(aq) +2OH-(aq)= Mn2+(aq) +·O2-(aq) +2H2O(l) ∆H=bkJ/mol
·OH(aq) +·O2-(aq)=O2(g) +OH-(aq) ∆H=ckJ/mol
2H2O2(aq)= 2H2O(l)+O2(g) △H=_______ 。该反应的催化剂为 ____。
(3)H2O2、O3在水中可形成具有超强氧化能力的羟基自由基(·OH),可有效去除废水中的次磷酸根离子(H2PO2-)。
①弱碱性条件下·OH将H2PO2-氧化成PO43-,理论上l.7g·OH可处理含0.001mol/L H2PO2-的模拟废水的体积为______。
②为比较不同投料方式下含H2PO2-模拟废水的处理效果,向两份等体积废水样品中加入等量H2O2和O3,其中一份再加入FeSO4。反应相同时间,实验结果如图所示:
添加FeSO4后,次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高,原因是______。
8.(2021·江苏·统考二模)国家规定,排放的废水中氟的含量不得超过,砷的含量不得超过。硫酸工厂废水中除含有稀硫酸外,还含有H3AsO3、H2SiF6等物质。工业上常通过化学沉淀和氧化、吸附沉降处理废水,实现水体达标排放。
(1)化学沉淀:向废水中加入石灰乳[以Ca(OH)2为主]、过滤。滤渣中主要含有CaSO4、CaF2、SiO2和少量Ca3(AsO3)2。
①Ca3(AsO3)2中阴离子的空间构型为_______。
②写出该过程中H2SiF6和石灰乳反应生成CaF2、SiO2的化学方程式:_______。
③充分沉淀后测得废水中的含量为,此时的浓度为_______。[已知:、]
(2)氧化、吸附沉降:利用NaClO和FeSO4进一步处理废水中残余的As(III)。
已知:i.NaClO能将As(III)氧化为As(V)、Fe(II)氧化为Fe(III)。形成的Fe(OH)3胶体吸附废水中的As(V)物种而沉降。
ii.溶液的pH对Fe(OH)3胶体表面所带电荷有影响。时,Fe(OH)3胶体表面带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多。
iii. As(III)和As(V)水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。
①向化学沉淀后的废水()中加入NaClO溶液,写出As(III)发生主要反应的离子方程式:_______。
②其它条件相同的情况下,用以下两种方式向废水样中添加NaClO和FeSO4溶液。
方式I:先加NaClO溶液,再加FeSO4溶液;
方式II:先加FeSO4溶液,再加NaClO溶液。
反应相同时间,测得As(III)的氧化效果方式II不如方式I,原因是_______。
③废水的pH对As(V)的去除率的影响如图所示。时,随着废水的pH增大,As(V)的去除率发生如图所示变化的原因是_______。
9.(2021·江苏·统考二模)氰化氢(HCN,易挥发,)主要应用于电镀、采矿、药物合成等工业生产。HCN、能抑制人体组织细胞内酶的活性,不能直接排放到环境中。
(1)Na2S2O3在临床上常用于氰化物的解毒剂。解毒的原理是将转化为和。验证该转化过程中生成的实验方法是:向NaCN溶液中加入过量的Na2S2O3的溶液,充分反应后,取少量反应后的溶液于试管中,加入足量稀盐酸酸化,_______。
(2)Cu2+可催化过氧化氢氧化废水中的。
①反应不能在酸性条件下进行,原因是_______
②在含氰废水总量、过氧化氢用量和溶液pH一定的情况下,反应相同时间,测得的氧化去除率随c(Cu2+)的变化与如图所示。c(Cu2+)超过时,的氧化去除率有所下降,原因是_______。
(3)通过电激发产生和可处理废水中的,其可能的反应机理如图所示。
①反应I的离子方程式为_______。
②虚线方框内的过程可描述为_______。
(4)在铜镍为催化剂(Cu、CuO为活性组分,Cu的催化活性效果更好)的条件下,可利用反应:
除去废气中的HCN。将含相同比例的HCN(g)、H2O(g)、CO(g)[或N2(g)]混合气体分别通过催化剂,反应相同的时间,测得HCN(g)的去除率随温度变化如图所示。200℃时含CO的混合气体中HCN(g)的去除率较高,而400℃时含CO的混合气体中HCN(g)的去除率较低。其原因是_______。
参考答案:
1. AB 催化剂、吸水剂 防止NaH与水发生反应 NaBO2水解,使溶液呈碱性 反应物的浓度逐渐减小,溶液的碱性逐渐增大
【分析】由工艺流程可知,Na和H2反应生成NaH,NaH和反应生成和,水解得到NaOH和,蒸馏分离,以此分析。
【详解】(1)提高化学反应速率的方法有增加反应物浓度,升高温度,增加接触面积等,
A.充分搅拌熔融钠,增大接触面积,可以提高化学反应速率,故A正确;
B.将熔融钠充分分散在石蜡油中,增大接触面积,可以提高化学反应速率,故B确;
C. 反应前排尽装置中的空气,防止氢气不存发生爆炸,与化学反应速率无关,故C错误;
故答案选:AB。
(2)浓硫酸在反应中起到催化剂的作用,还能吸收生成的水分,使平衡正移;
故答案为:催化剂、吸水剂
(3)NaH和在240℃反应生成和,则化学方程式为:,NaH易与水反应,因此为防止NaH与水发生反应“反应2”所用B(OCH3)3需充分干燥;
故答案为:;防止NaH与水发生反应;
(4)HBO2为弱酸NaBO2水解呈碱性,NaBH4与水反应生成NaBO2溶液呈碱性,
故答案为:NaBO2水解,使溶液呈碱性;
(5)由图象可知pH越大,半衰期越长,则反应越慢,随着反应的进行,反应物浓度减小,反应速率降低,
故答案为:反应物的浓度逐渐减小,溶液的碱性逐渐增大。
2. NH4+ 热水溶解,趁热过滤 将Ag2S中S2-氧化 将水洗后所得粗银溶于过量得稀硫酸中 洗涤至最后一次洗涤液中加入BaCl2溶液无现象,向滤渣中加入过量稀硝酸充分反应 加热浓缩、冷却结晶
【分析】由实验流程可知,含银废液{主要含[Ag(NH3)2]+、[Ag(S2O3)2]3-}与浓盐酸反应生成AgCl(含有少量PbCl2、Ag2S)和滤液,然后除去杂质PbCl2、Ag2S,将AgCl溶于浓氨水中,再利用过量的Zn置换Ag,将水洗后所得粗银溶于过量得稀硫酸中,过滤,滤渣加入过量稀硝酸充分反应,将所得AgNO3溶液,加热浓缩、冷却结晶,得到硝酸银晶体,以此分析。
【详解】(1)含银废液{主要含[Ag(NH3)2]+、[Ag(S2O3)2]3-}与浓盐酸发生反应: , ,则滤液中主要阳离子为NH4+,
故答案为:NH4+;
(2)根据溶解度曲线可知PbCl2的溶解度随着温度的升高而增大,则除去PbCl2的操作为热水溶解,趁热过滤,热水洗涤;利用浓硝酸可以氧化S2-使沉淀平衡正移,再加入稀盐酸,生成AgCl沉淀,则除去Ag2S的操作为向热水洗涤所得固体中加入浓硝酸和稀盐酸,边加热边充分搅拌,使Ag2S转变为AgCl,
故答案为:热水溶解,趁热过滤;将Ag2S中S2-氧化;
(3)的平衡常数K,=1.1×107,Ksp(AgCl)= 1.8×10-10,则反应AgCl+2NH3·H2O⇌[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O的平衡常数,
故答案为:;
(4)Zn与银氨溶液反应方程式为:,
故答案为:;
(5)粗银中含有少量的Zn,以水洗后粗银为原料,制备硝酸银晶体的实验方案为:将水洗后所得粗银溶于过量得稀硫酸中,过滤,洗涤至最后一次洗涤液中加入BaCl2溶液无现象,向滤渣中加入过量稀硝酸充分反应,将产生的气体和空气混合后通入NaOH溶液进行尾气处理,将所得AgNO3溶液热浓缩、冷却结晶,将所得晶体置于烘箱 (120℃)干燥,密封包装。
故答案为:将水洗后所得粗银溶于过量得稀硫酸中;洗涤至最后一次洗涤液中加入BaCl2溶液无现象,向滤渣中加入过量稀硝酸充分反应;加热浓缩、冷却结晶。
【点睛】利用浓硝酸可以氧化S2-使沉淀平衡正移,再加入稀盐酸,生成AgCl沉淀,以此除去Ag2S。
3.(1)使电池中的锂充分转化为LiCoO2,提高锂的回收率
(2) 2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+O2↑+2CoSO4+4H2O H2O2在75℃-85℃下分解生成O2的速率更快,Cu被O2氧化为Cu2+的速率更快
(3)9
(4)根据元素守恒和得失电子守恒可得关系式:2CoOOH~2Co3+~I2~2,n(CoOOH)=n()= c()V()=0.01000mol/L25.00mL10-3L/mL=2.500010-4mol,m(CoOOH)= 2.500010-4mol92g/mol=2.300010-2g,m[Co(OH)2]=0.1000g-2.300010-2g =7.70010-2g,===77.00%
【分析】将废旧钴酸锂电池在盐水中浸泡,使电池充分放电生成LiCoO2,酸浸时生成Li2SO4和CoSO4,调节pH, 沉钴,回收Co(OH)2,利用滴定原理,测定Co(OH)2的含量。
【详解】(1)将废旧钴酸锂电池在盐水中浸泡,使电池充分放电,该处理过程既可以保障后续操作的安全性,还可以达到使电池中的锂充分转化为LiCoO2,提高锂的回收率的目的;
(2)酸浸时在双氧水和硫酸作用下与LiCoO2反应生成Li2SO4和CoSO4,同时有氧气的产生,反应的化学方程式:2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+O2↑+2CoSO4+4H2O;
②根据图中曲线分析,从75℃~85℃,铜浸出率增大的幅度明显高于65℃~75℃增大的幅度,原因是H2O2在75℃-85℃下分解生成O2的速率更快,Cu被O2氧化为Cu2+的速率更快;
(3)向0.100mol·L-1CoSO4溶液中滴加NaOH溶液调节pH,pH=7时开始出现Co(OH)2沉淀。则=0.1mol/L=1.0,Co2+沉淀完全[c(Co2+)≤10-5mol·L-1]时,c(OH-)===1.0mol/L,c(H+)=1.0mol/L,故继续滴加NaOH溶液至pH=9时,Co2+沉淀完全[c(Co2+)≤10-5mol·L-1];
答案为9;
(4)根据元素守恒和得失电子守恒可得关系式:2CoOOH~2Co3+~I2~2,n(CoOOH)=n()= c()V()=0.01000mol/L25.00mL10-3L/mL=2.500010-4mol,m(CoOOH)= 2.500010-4mol92g/mol=2.300010-2g,m[Co(OH)2]=0.1000g-2.300010-2g =7.70010-2g,===77.00%。
4. (酚)羟基 氨基 取代反应
【详解】(1)、CH3CH2CH2NH2中所含官能团的名称分别为(酚)羟基,氨基,
故答案为:(酚)羟基;氨基;
(2)D→E为甲基被氢原子的取代反应,属于取代反应;
(3)B的分子式为C12H12O2,由反应A→B 可知A中酚羟基上的氢原子被甲基取代,则B的结构简式为,故答案为:;
(4)C的一种同分异构体X同时满足①含有苯环,能使溴水褪色;②能在酸性条件下发生水解,水解产物分子中所含碳原子数之比为6:5,其中一种水解产物分子中含有3种不同化学环境的氢原子。则X含有苯环、碳碳双键和酯键,水解产物一种含有苯环,另一种含有5个C则水解产物其中一种为苯酚,另一种水解产物分子中含有3种不同化学环境的氢原子为(CH3)2CH=COOH,则X为;
(5)由已知条件可知可在酸性高锰酸钾溶液中分解为丙酮和乙酸,再结合盐酸罗替戈汀的合成路线,合成方案为。
【点睛】设计合成路线时需要充分利用已知条件,或通过产物进行逆推得到合成方案。
5. 取代反应
【分析】根据题中合成路线,A与HOOCCH2COOH反应生成B,B与氢气加成生成C,C在PPA环境下发生分子内取代脱水生成D,D与X生成E,根据(3)中给出的X的化学式为C6H5NO和E的结构反推推得X为,E与氢气加成生成F,根据F的化学式为C17H23NO3和G的结构,反推得F结构为,通过G结构推得F与发生取代反应生成G。
【详解】(1)F与发生取代反应生成G,故F→G的反应类型为取代反应
(2)一个碳原子连接四个不同原子或者原子团,该碳原子叫“手性碳原子”,故G只有一个手性碳原子用*标注:
(3)根据X分子式C6H5NO和E的结构反推X的结构简式为
(4) Y为D的同分异构体,则分子式为C11H12O3,能与FeCl3发生显色反应,说明Y中含有酚羟基,有结构,1 molY与足量溴水反应时最多能消耗4 mol Br2,说明Y的苯环上的氢的个数和取代基上可以和溴发生加成的双键、三键数目之和为4,再根据Y分子中不同化学环境的氢原子数目比为6:3:2:1,符合条件的Y的结构为:
(5) 聚合物的单体为,可由与发生酯化反应获得,根据题中流程的A B的反应可知,与HOOCCH2COOH反应生成,故合成路线为:
6.(1)1
(2)
(3)
(4)
(5)
【分析】结合A和C的结构简式可知,A与CH2=CHCOOC2H5发生取代反应生成B,B的结构简式为:,与氢气发生加成反应生成C,C在碱性条件下水解后酸化得到D,D在AlCl3/CH2Cl2条件下反应生成E,E在条件下得到F,F与氢气发生加成反应得到G,G在碱性条件下与CH3CH2COCl发生取代反应生成雷美替胺。
(1)
人们将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性碳原子,由雷美替胺的结构简式可知,雷美替胺中含1个手性碳原子。
(2)
结合A和C的结构简式可知,A与CH2=CHCOOC2H5发生取代反应生成B,B的结构简式为:。
(3)
由D和E的结构简式可知,D→E中有一种与E互为同分异构体的副产物的结构简式为:。
(4)
分子中含有苯环,能发生银镜反应,说明含有醛基,分子中有4种不同化学环境的氢原子,则符合条件的C的同分异构体的结构简式为:。
(5)
在条件下发生类似E→F的反应生成,与氢气发生加成反应生成;被氧化生成,与SOCl2发生取代反应生成,与在碱性条件下反应生成,因此合成路线为:。
7. c(H+)过小时,反应Ⅰ的化学反应速率较慢,c(H+)过大时,主要发生反应Ⅲ (a+b+c)kJ/mol Mn2+ 25L Fe2+促进H2O2和O3产生·OH,氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀
【分析】(1)由电解装置图可知阳极表面消耗水,产生氧气,以此写出电极方程式;
(2)由盖斯定律可得,①+②+③可得所求热化学方程式,中间产物Mn2+为催化剂;
(3)①弱碱性条件下∙OH将H2PO2-氧化成PO43-,反应为:,以此计算废水的体积;
②由图可知添加FeSO4后,次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高,原因是Fe2+促进H2O2和O3产生·OH,氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀。
【详解】(1)由电解装置图可知阳极表面消耗水,产生氧气,则电极方程式为,
故答案为:;
(2)已知:①H2O2(aq)+Mn2+(aq)=·OH(aq)+Mn3+(aq)+OH-(aq) ∆H=akJ/mol
②H2O2(aq)+ Mn3+(aq) +2OH-(aq)= Mn2+(aq) +·O2-(aq) +2H2O(l) ∆H=bkJ/mol
③·OH(aq) +·O2-(aq)=O2(g) +OH-(aq) ∆H=ckJ/mol
由盖斯定律可得,①+②+③可得所求热化学方程式,则△H=(a+b+c)kJ/mol, Mn2+为中间产物反应前后不发生改变为催化剂,
故答案为:(a+b+c)kJ/mol;Mn2+;
(3)①弱碱性条件下·OH将H2PO2-氧化成PO43-,反应为:, l.7g·OH物质的量,则参与反应的H2PO2-物质的量为0.025mol,则废水的体积,
故答案为:25L;
②由图可知添加FeSO4后,次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高,原因是Fe2+促进H2O2和O3产生·OH,氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀,
故答案为:Fe2+促进H2O2和O3产生·OH,氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀。
8. 三角锥形 H2SiF6+3Ca(OH)2=3CaF2+SiO2+4H2O 0.0025 H3AsO3+ClO-+2OH-=HAsO+Cl-+2H2O 方式Ⅱ中NaClO会同时氧化As(Ⅲ)和Fe2+,导致氧化As(Ⅲ)的n(NaClO)比方式Ⅰ中的少,氧化效果减弱 pH>8时,随着废水pH的增大,溶液中As(Ⅴ)由HAsO转化为AsO,所带负电荷增大,且Fe(OH)3胶体表面负电荷也在增多,静电斥力增大,不利于吸附
【详解】(1) ①中心原子的价电子对是,所以空间构型是三角锥形;
②该过程中H2SiF6和石灰乳反应生成CaF2、SiO2的化学方程式为H2SiF6+3Ca(OH)2=3CaF2+SiO2+4H2O;
③, ,,
故答案为:三角锥形;H2SiF6+3Ca(OH)2=3CaF2+SiO2+4H2O;0.0025;
(2)①向化学沉淀后的废水()中加入NaClO溶液,As(III)发生主要反应的离子方程式为H3AsO3+ClO-+2OH-=HAsO+Cl-+2H2O;
②由题可知,ClO-会氧化亚铁离子为铁离子,先加次氯酸跟离子会造成不必要的损耗,影响效果,所以其它条件相同的情况下,用以下两种方式向废水样中添加NaClO和FeSO4溶液,反应相同时间,测得As(III)的氧化效果方式II不如方式I,原因是方式Ⅱ中NaClO会同时氧化As(Ⅲ)和Fe2+,导致氧化As(Ⅲ)的n(NaClO)比方式Ⅰ中的少,氧化效果减弱。
③pH>8时,HAsO的物种分布分数达到最大值,且开始下降,并且在pH高时氢氧化铁胶体的负电荷数也多,会抑制反应发生。所以时,随着废水的pH增大,As(V)的去除率发生如图所示变化的原因是pH>8时,随着废水pH的增大,溶液中As(Ⅴ)由HAsO转化为AsO,所带负电荷增大,且Fe(OH)3胶体表面负电荷也在增多,静电斥力增大,不利于吸附;故答案为:H3AsO3+ClO-+2OH-=HAsO+Cl-+2H2O;方式Ⅱ中NaClO会同时氧化As(Ⅲ)和Fe2+,导致氧化As(Ⅲ)的n(NaClO)比方式Ⅰ中的少,氧化效果减弱;pH>8时,随着废水pH的增大,溶液中As(Ⅴ)由HAsO转化为AsO,所带负电荷增大,且Fe(OH)3胶体表面负电荷也在增多,静电斥力增大,不利于吸附。
【点睛】本题考查氧化还原配平、沉淀溶解平衡、离子的空间构型等知识,考查学生的读图能力、计算能力和审题能力,让学生学会分析问题和解决问题。
9. 向其中加入几滴FeCl3溶液,溶液变为红色,说明该转化生成了SCN- 酸性条件下溶液中的氰化物转变为HCN逸出,造成污染 c(Cu2+)超过90mg·L-1,会催化过氧化氢分解,与CN-反应的H2O2的量减少 10▪OH+2OH-+2CN-=N2↑+6H2O+2 O2在阴极表面得电子被还原成,结合H+生成O2H,O2H分解生成O2和H2O CO抑制了HCN(g)+H2O(g)⇌NH3(g)+CO(g)反应的正向进行,同时CO可将CuO还原为催化活性更好的Cu。400℃时前者为主要因素,200℃时后者为主要因素
【详解】(1)将转化为和,检验即可,充分反应后,取少量反应后的溶液于试管中,加入足量稀盐酸酸化,向其中加入几滴FeCl3溶液,溶液变为红色,说明该转化生成了SCN-,故答案为:向其中加入几滴FeCl3溶液,溶液变为红色,说明该转化生成了SCN-;
(2)①Cu2+可催化过氧化氢氧化废水中的,酸性条件下溶液中的氰化物转变为HCN逸出,造成污染,故答案为:酸性条件下溶液中的氰化物转变为HCN逸出,造成污染;
②c(Cu2+)超过90mg·L-1,会催化过氧化氢分解,与CN-反应的H2O2的量减少,的氧化去除率有所下降,故答案为:c(Cu2+)超过90mg·L-1,会催化过氧化氢分解,与CN-反应的H2O2的量减少;
(3)①由图可知,反应I中HO▪、CN-在碱性条件下反应,生成N2、H2O和CO,N元素由-5价上升到0价,O元素由-1价下降到-2价,根据得失电子守恒和质量守恒配平方程式为:10▪OH+2OH-+2CN-=N2↑+6H2O+2CO,故答案为:10▪OH+2OH-+2CN-=N2↑+6H2O+2CO;
②由图可知,虚线方框内的过程可描述为:O2在阴极表面得电子被还原成O,O结合H+生成O2H,O2H分解生成O2和H2O;故答案为:O2在阴极表面得电子被还原成O,O结合H+生成O2H,O2H分解生成O2和H2O;
(4) CO抑制了HCN(g)+H2O(g)NH3(g)+CO(g)反应的正向进行,同时CO可将CuO还原为催化活性更好的Cu。400℃时前者为主要因素,200℃时后者为主要因素;故答案为:CO抑制了HCN(g)+H2O(g)⇌NH3(g)+CO(g)反应的正向进行,同时CO可将CuO还原为催化活性更好的Cu。400℃时前者为主要因素,200℃时后者为主要因素。
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