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2023届高考化学备考一轮复习——化学反应原理综合题
1.(2022·天津·统考二模)除去废水中Cr(Ⅵ)的方法有多种。请按要求回答下列问题。
(1)金属除Cr(Ⅵ)法:其他条件相同时,用等量的Zn粉、Zn-Cu粉分别处理酸性含Cr(Ⅵ)废水。Cr(Ⅵ)的残留率随时间的变化如下图所示,图1中b方法选用的金属粉处理效果更快的原因是_______。
(2)与熟石灰除Cr(Ⅵ)法:向酸性废水中加入,再加入熟石灰,使沉淀(常温下;设时沉淀完全)。
①实验中的作用是_______。
②Cr(Ⅲ)在水溶液中的存在形态分布如图所示。当pH>12时,Cr(Ⅲ)去除率下降的原因可用离子方程式表示为_______。
③为使沉淀完全,调控溶液的pH最小值为_______。
(3)离子交换法除铬(Ⅵ):Cr(Ⅵ)去除率与pH关系如图所示。已知:强碱性树脂(ROH)与废水中的、离子能发生交换均生成(s)。其反应可表示为(以发生交换为例)。
①写出发生交换反应的平衡常数表达式,_______。
②当pH>4时,Cr(Ⅵ)去除率下降的原因是_______。
(4)电解除铬(Ⅵ)法:一般采用在直流电作用下铁板做阳极和阴极[忽略Cr(Ⅵ)在阴极放电],可将酸性废水中的Cr(Ⅵ)转化为,再加碱沉淀为。已知:。
①酸性废水中的Cr(Ⅵ)离子存在的主要形式为_______。
②当沉淀出2mol 时,阳极至少消耗_______mol Fe。
2.(2022·江苏·高三假期作业)镀镍废水是重金属污染源之一,常见处理含镍废水的一种离子交换和沉淀法工艺如下:
已知该交换树脂为阳离子型树脂HR,HRR-+H+;NiR2(aq) Ni2+(aq)+2R-(aq)。
(1)Ni2+的核外电子排布式为___________ 。
(2)已知在pH=2时,离子交换过程Ni2+去除率很低,其原因为___________。
(3)“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:
Ⅰ.Fe2++H2O2=Fe3++OH-+·OH
Ⅱ.R-+·OH=OH-+·R
平衡移动的角度解释加入FeSO4和H2O2能够实现“脱络”的原因是___________。
(4)NiC2O4隔绝空气高温煅烧可制得Ni2O3,NiC2O4受热分解的化学方程式为___________。
(5)硫酸镍铵(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O可用于电镀等领域,为测定其组成,进行如下实验:
①称取4.670样品,配成250mL溶液A。
②取25.00mL溶液A,加足量浓NaOH溶液并加热,生成NH3 44.80mL (标准状况)。
③另取25.00mL溶液A,用0.05000mol/L的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Ni2+(离子方程式为Ni2++H2Y2-=NiY2-+2H+),平行测定四次,分别消耗标准EDTA溶液的体积是20.00mL、19.98mL、20.02mL、24.00mL。
则硫酸镍铵的化学式为___________(写出计算过程)。
3.(2022·辽宁大连·统考二模)我国提出2060年前实现碳中和,为有效降低大气CO2中的含量,以CO2为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生如下反应:
Ⅰ.主反应:
Ⅱ.副反应:
(1)已知:Ⅲ.
Ⅳ.
则_______
(2)CO2加氢合成甲烷时,通常控制温度为左右,其可能的原因为_______
A.反应速率快 B.平衡转化率高
C.催化剂活性高 D.主反应催化剂选择性好
(3)时,向1L恒容密闭容器中充入和,初始压强为p,时主、副反应都达到平衡状态,测得,体系压强为,则内_______,平衡时选择性=_______(选择性,计算保留三位有效数字)
(4)以催化加氢合成的甲醇为原料,在催化剂作用下可以制取丙烯,反应的化学方程式为。该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示,已知Arhenius经验公式(为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。则该反应的活化能_______。当改变外界条件时,实验数据如图中的曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是_______。
4.(2022·宁夏银川·银川一中校考模拟预测)当今中国积极推进绿色低碳发展,力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。因此,研发CO2利用技术,降低空气中CO2含量成为研究热点。工业上常用CO2和H2为原料合成甲醇(CH3OH),过程中发生如下两个反应:
反应I:
反应II:
(1)①一定条件下,一氧化碳加氢生成甲醇的热化学方程式为: △H =