第一板块 作业(五) 创新应用——新情境问题强化训练（Word练习）-【新高考方案】2024年高考化学二轮复习专题增分方略（新教材 江苏专用）

作业（五） 创新应用——新情境问题强化训练 1．(2023·江苏模拟预测)我国学者分别使用Fe2O3和Fe3O4作催化剂对燃煤烟气脱硝脱硫进行了研究。 (1)催化剂制备。在60～100 ℃条件下，向足量NaOH溶液中通入N2一段时间，再加入适量新制FeSO4溶液，充分反应后得到混合物X；向混合物X中加入NaNO3溶液，充分反应后经磁铁吸附、洗涤、真空干燥，制得Fe3O4催化剂。 ①通入N2的目的是____________________。 ②混合物X与NaNO3反应生成Fe3O4和NH3，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)催化剂性能研究。如图1所示，当其他条件一定时，分别在无催化剂、Fe2O3作催化剂、Fe3O4作催化剂的条件下，测定H2O2浓度对模拟烟气(含一定比例的NO、SO2、O2、N2)中NO和SO2脱除率的影响，NO脱除率与H2O2浓度的关系如图2所示。 已知·OH能将NO、SO2氧化。·OH产生机理如下。 反应Ⅰ：Fe3＋＋H2O2===Fe2＋＋·OOH＋H＋ (慢反应) 反应Ⅱ：Fe2＋＋H2O2===Fe3＋＋·OH＋OH－ (快反应) ①与Fe2O3作催化剂相比，相同条件下Fe3O4作催化剂时NO脱除率更高，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②NO部分被氧化成NO2。NO2被NaOH溶液吸收生成两种含氧酸钠盐，该反应的离子方程式为_______________________________________________________________________。 ③实验表明·OH氧化SO2的速率比氧化NO速率慢。但在无催化剂、Fe2O3作催化剂、Fe3O4作催化剂的条件下，测得SO2脱除率几乎均为100%的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)①向足量NaOH溶液中通入N2一段时间，排出装置中的空气，防止空气将亚铁离子氧化；②氢氧化钠溶液和硫酸亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠溶液，故制备Fe3O4的反应为12Fe(OH)2＋NaNO3===4Fe3O4＋NH3＋10H2O＋NaOH； (2)①Fe3O4中含有Fe2＋，由已知可知Fe2＋＋H2O2===Fe3＋＋·OH＋OH－反应更快，故相同条件下Fe3O4作催化剂时NO脱除率更高；②NO2被NaOH溶液吸收生成两种含氧酸钠盐，该反应的离子方程式为2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O；③二氧化硫在水中的溶解度较大，且可以和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，从而被完全脱除。 答案：(1)①排出装置中的空气 ②12Fe(OH)2＋NaNO3===4Fe3O4＋NH3＋10H2O＋NaOH (2)①Fe3O4中含有Fe2＋，由已知可知Fe2＋＋H2O2===Fe3＋＋·OH＋OH－反应更快 ②2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O ③二氧化硫在水中的溶解度较大，且可以和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，从而被完全脱除 2．(2023·南京二模)CuS是一种重要的P型半导体材料。以一种石膏渣[含CaSO4及少量Cu(OH)2、Cu2(OH)2SO4、Zn(OH)2等]为原料制备CuS的实验流程如下： 已知：常温下，Ksp(CuS)＝1.27×10－36，Ksp(ZnS)＝1.2×10－23。 (1)“浸取”时，生成[Cu(NH3)4]2＋与[Zn(NH3)4]2＋等。Cu2(OH)2SO4参加反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)为测定“浸取”时Cu元素浸出