暑假作业07 无机综合题、工艺流程题-【暑假分层作业】2025年高一化学暑假培优练（人教版2019必修第二册）

限时练习：45min 完成时间： 月 日 天气： 暑假作业07 无机综合题、工艺流程题 1．如图是某常见非金属元素的价类二维图。 已知：f的浓溶液长时间放置可能出现黄色 （1）请用化学方程式表达出现黄色的原因： 。 （2）实验室制备a的化学方程式为 ，用a和滴有酚酞的水进行喷泉实验，产生红色的喷泉，体现了a的哪两个性质 。 （3）d为红棕色气体，将其通入水中，当转移2mol电子时，被氧化的d的物质的量为 mol。 （4）若要将a转化为b，从原理上看，下列试剂可行的是_______。 A．Na B．Cl2 C．NH4Cl D．NO （5）工业上可用a检验输送Cl2的管道是否泄漏，如有泄漏则有白烟生成，其原理是 (用化学方程式表示) （6）a可用于生产燃料电池，通入a的一极为电池的 (填“正”或“负”，下同)极，该电池工作过程中，电解质溶液中的OH-向 极区域移动。 2．某废催化剂含、、和，从废催化剂中回收锌和铜的流程如下图所示。 回答下列问题： （1）步骤①产生的气体的电子式为 ，实验室常用与稀硫酸制备该气体，其化学方程式为 。 （2）滤渣2的主要成分是S和 (填化学式)。 （3）步骤③中加入溶液的目的是 (用离子方程式表示)，加热温度不宜过高的原因是 。 （4）步骤②和④的“一系列操作”包括 、 、过滤、洗涤、低温干燥。洗涤晶体时用乙醇代替蒸馏水的目的是 ，并缩短干燥所需时间。 3．回答下列问题。 （1）铵盐在工农业生产中有着重要的用途，无水情况下，可以和发生如下反应： ________________________________________________ ①配平上述反应方程式，并用单线桥标出电子转移的方向和数目 。 ②当有28g单质生成时，生成标准状况下的气体体积为 L。 （2）法可用于吸收燃煤发电厂的，同时获得产品硫酸铵。反应的原理为：。实验室根据上述反应原理，模拟生产硫酸铵。已知：硫酸铵与碱混合加热生成氨气。 上述反应原理中，属于非电解质但溶于水能导电的物质有 (填化学式)。 （3）搭建如图所示装置，先从 (选填“a”或“b”)通入气体 (填物质名称)至饱和；然后再通入另一种气体，当液体由红色变为浅红色时，立即停止实验。 （4）为测定样品中()的纯度，进行如下实验。取1.500g样品与碱混合加热，生成的氨气先用25.000.500硫酸溶液吸收，再用0.200的溶液中和过量的硫酸，消耗溶液的体积为20.00。则该硫酸铵产品的纯度为 %。 4．铵盐和硝酸是重要的化工原料。 （1）铵盐可以作化肥。 ①是含氮量较高的氮肥，可由和 (填化学式)直接制取。 ②可作氮肥，其保存和使用的方法合理的是 (填序号)。 A．保存要注意防雨防晒 B．不能与酸性肥料一起使用 C．与碱性肥料使用效果更佳 ③检验某化肥中含有：取少量样品于试管中，加少量水溶解，再加入浓NaOH溶液，加热，产生的气体能使 ，说明含有。 （2）利用硝酸制备硝酸铜。 某工厂利用固体废渣(主要含Cu和CuO，还含有少量和)制取的部分工艺流程如图。 已知：在酸性溶液中不稳定，会转变成Cu和。是酸性氧化物，难于水和酸。 ①酸溶过程中铜与稀硝酸反应的离子方程式为 。 ②试剂X可选用 (填序号)。 A．NaOH         B．Cu(OH)2         C．CuO ③若除酸时加入的X恰好完全反应，则过滤后所得废渣的成分为 。 ④将酸溶使用的稀硝酸改为10%和20%稀硝酸的混合液，其中作氧化剂，基本无氮氧化物排放，写出固体废渣中Cu与该混合液反应的离子方程式 。 5．已知：A、B、C、D、E、X是中学常见的无机物，存在如下图转化关系(部分生成物和反应条件略去)。 （1）若A为淡黄色粉末，X为非金属单质，通常为黑色粉末，则A与H2O反应生成1molC时，转移电子总数为 ，D的电子式为 。 （2）若A为淡黄色粉末，X是能使品红溶液褪色的无色气体，写出D→E的离子方程式 。溶液D久置在空气中易被氧化，证明溶液D部分被氧化的实验操作是： 。 （3）若常温下A是一种红棕色气体，X是生活中一种常见的金属单质，常温下X制造的容器可保存C的浓溶液。 ①常温下A与水的反应中A是 (填氧化剂、还原剂、氧化剂和还原剂)。 ②写出加热条件下C的浓溶液与X反应生成D的化学方程式 。 ③工业常用NaOH溶液吸收废气中NOx污染环境，其反应原理如下： NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O。现有一定条件下NO2和NO的混合气体0.9mol恰好被300mL NaOH溶液完全吸收，则NaOH溶液的物质的量浓度为 。 6．铬(Cr)和钒(V)具有广泛用途。铬钒渣中铬主要以形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如图所示： 已知：最高价铬酸根在碱性介质中以存在，在酸性介质中以存在；“煅烧”后铬的主要存在形式为。 回答下列问题： （1）中Cr的化合价为 价；“浸取”前将煅烧后的固体进一步粉碎，你认为该操作的目的是 。 （2）若在实验室中进行煅烧铬钒渣，一般不能用陶瓷坩埚，理由是 ；“煅烧”时，转化为的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 （3）“浸取”后分离出水浸渣的操作名称为 。 （4）“沉淀”时加入适量的稀硫酸将溶液调至弱碱性，目的是 。 （5）“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右，此时铬的主要存在形式为，在“还原”步骤中溶液将还原为，自身转化为，试写出该反应的离子方程式： 。 （6）若取10kg铬钒渣(其中Cr元素的质量分数为13%)按上述流程制备固体，在整个流程中Cr元素的利用率()为95%，则制得固体的质量为(保留3位有效数字) kg。 7．氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的主要物质。回答下列问题： （1）下列措施中可用于减少排放量，且经济可行的是 。 A．用天然气代替煤炭做民用燃料 B．将工厂的烟囱造高 C．燃煤中添加石灰固硫                             D．使用萃取煤炭中的硫 E．工业尾气经碱液处理后再排放 （2）下列不属于氮的固定的是_______。 A． B． C． D． （3）可用NaOH溶液吸收空气中的氮氧化物，主要反应为：；。 ①现有VL某NaOH溶液，能完全吸收nmol和mmolNO组成的大气污染物。所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为 。 ②若所得溶液中，则原混合气体中和NO的物质的量之比 。 （4）氮氧化物也可以用尿素[]水溶液吸收。用尿素水溶液吸收体积比为1：1的NO和混合气，可将N元素转变为对环境无害的气体，该反应的化学方程式为 。 （5）控制其他条件相同，将混有NO、、、和的模拟烟气匀速通过装有尿素溶液的装置，在装置出口处检测NO、的脱除率() ①当烟气中有少量时，有利于脱除，其可能的原因是 。 ②当烟气中无存在时，且超过一定数值时，测得变为负值，其可能的原因是 。 8．SO2、NOx为常见的空气污染物，会引起酸雨、光化学烟雾等污染问题。研究者以多种方法进行“脱硫”“脱硝”。 （1）利用工业废碱渣(主要成分为Na2CO3)来吸收含SO2的烟气，同时得到Na2SO3粗品。其流程如图所示： ①操作1和操作2中均包含的分离技术为 ； ②SO2被Na2CO3溶液吸收时，会释放出一种无色无味气体，该反应的离子方程式为 。 （2）利用含有SO2的烟气制备NaClO2。其流程如图所示： ①反应a的化学方程式为 。 ②反应b中的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 （3）以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”“脱硝”。控制溶液的pH=5.5，一定时间内，温度对SO2、NO脱除率的影响如图所示： 已知烟气中SO2与NO的体积比为4：1，且吸收后转化为：SO、NO。 ①NO在吸收过程中，反应的离子方程式是 。 ②50℃时，吸收液中烟气转化生成的Cl‒和NO的物质的量之比为 。 ③烟气中NOx含量的测定：将VL气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化为NO，加水稀释至100mL。量取25mL该溶液，加入V1mLc1mol·L‒1FeSO4溶液(过量)，充分反应后，用c2mol·L‒1K2Cr2O7溶液和剩余的Fe2+恰好反应(该反应的还原产物为Cr3+)，消耗V2mL。气样中NOx折合成NO的含量为 mg·L‒1。 9．铬(Cr)和钒(V)具有广泛用途。铬钒渣中铬主要以形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如图所示： 已知：最高价铬酸根在碱性介质中以存在，在酸性介质中以存在；“煅烧”后铬的主要存在形式为。 回答下列问题： （1）中Cr的化合价为 价；“浸取”前将煅烧后的固体进一步粉碎，你认为该操作的目的是 。 （2）若在实验室中进行煅烧铬钒渣，一般不能用陶瓷坩埚，理由是 ；“煅烧”时，转化为的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 （3）“浸取”后分离出水浸渣的操作名称为 。 （4）“沉淀”时加入适量的稀硫酸将溶液调至弱碱性，目的是 。 （5）“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右，此时铬的主要存在形式为，在“还原”步骤中溶液将还原为，自身转化为，试写出该反应的离子方程式： 。 （6）若取10kg铬钒渣(其中Cr元素的质量分数为13%)按上述流程制备固体，在整个流程中Cr元素的利用率()为95%，则制得固体的质量为(保留3位有效数字) kg。 10．大气中和氮氧化物()等气体含量的升高会对环境产生一定的影响。 Ⅰ．下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。 方法Ⅰ 用氨水将转化为，再氧化为 方法Ⅱ 用溶液吸收 方法Ⅲ 用生物质热解气(主要成分为CO、、)将在高温下还原成单质硫 （1）用方法Ⅰ脱硫时，能提高去除率的措施有__________。 A．增大氨水浓度 B．升高反应温度 C．使燃煤烟气与氨水充分接触 D．通过多孔球泡向溶液中通 （2）对方法Ⅱ吸收后的溶液加热可使吸收液再生，其反应的化学方程式 __________ 。 （3）方法Ⅲ中CO还原反应的化学方程式为 __________。 Ⅱ．通常用以下几种方法对氮氧化物()进行脱除。 （4）利用石灰乳和硝酸工业的尾气反应，既能消除氮氧化物，又能获得应用广泛的，其部分工艺流程如图： ①用石灰乳吸收过程中，可将氮氧化物()转化为，若，该过程的化学方程式 _______________ 。 ②滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是 _____ (填化学式)。 （5）用NaClO溶液吸收氮氧化物()。 某课外小组同学设计了如图的喷淋吸收塔装置。上述工艺中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是 ___________________________________，该装置脱硫脱硝后，溶液的酸性 _____ (增强、减弱、不变)。 （6）催化还原氮氧化物()技术是目前广泛应用的烟气氮氧化物脱除技术。 ①一种新型的人工固氮原理如图所示，该过程中属于氧化还原反应的是 _____ (填反应编号)。 ②在催化剂的作用下，向280～420℃的烟气中喷入氨可使工厂废气中的氮氧化物转化为无污染的物质，消除的化学反应方程式为 _________________________ 。 11．氮肥厂、生活污水中的氮元素多以和的形式存在，氨氮废水超标排放是水体富营养化的重要原因。氨氮废水的处理方法有物理化学法、化学法、生物法等。 （1）吹脱法：先向氨氮废水中加溶液调节至11左右，再吹入热空气或水蒸气使氨气挥发并回收利用。 ①写出发生反应的离子方程式： 。 ②吹脱法除了不适用于低浓度氨氮废水的处理外，还存在的不足有 (写2点)。 （2）化学沉淀法：向废水中投入氯化镁和磷酸钠，形成沉淀从而除去铵根离子。 ①写出发生反应的离子方程式： 。 ②该沉淀法不适合处理碱性过强的氨氮废水，其原因是 。 （3）次氯酸钠氧化法：除去氨氮的反应机理如图1所示(其中和略去)，实验测得相同条件下，废水中氨氮去除率与温度关系如图2所示。 ①氧化的总反应的化学方程式为 。 ②当温度高于25℃时，废水中的氨氮去除率随着温度升高而越低，其原因是 。 （4）生物法：先在硝化细菌作用下空气中的氧气将氧化为(硝化过程)，后在反硝化细菌作用下利用有机碳源将转化为氮气而排放(反硝化过程)。 ①硝化过程中经过两步反应转变为，第一步为 (写离子方程式)，第二步为。 ②反硝化过程中常将甲醇作为有机碳源。当反应中有转变为二氧化碳时，转化的的物质的量为 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 限时练习：45min 完成时间： 月 日 天气： 暑假作业07 无机综合题、工艺流程题 1．如图是某常见非金属元素的价类二维图。 已知：f的浓溶液长时间放置可能出现黄色 （1）请用化学方程式表达出现黄色的原因： 。 （2）实验室制备a的化学方程式为 ，用a和滴有酚酞的水进行喷泉实验，产生红色的喷泉，体现了a的哪两个性质 。 （3）d为红棕色气体，将其通入水中，当转移2mol电子时，被氧化的d的物质的量为 mol。 （4）若要将a转化为b，从原理上看，下列试剂可行的是_______。 A．Na B．Cl2 C．NH4Cl D．NO （5）工业上可用a检验输送Cl2的管道是否泄漏，如有泄漏则有白烟生成，其原理是 (用化学方程式表示) （6）a可用于生产燃料电池，通入a的一极为电池的 (填“正”或“负”，下同)极，该电池工作过程中，电解质溶液中的OH-向 极区域移动。 【答案】（1）4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O （2） Ca(OH)2+ 2NH4ClCaCl2+ 2NH3↑ + 2H2O 极易溶于水，水溶液显碱性 （3）2 （4）BD （5）3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl （6） 负 负 【分析】f的浓溶液长时间放置可能出现黄色，f为HNO3，由元素的价类二维图可知，a为NH3、b为N2、e、d、c分别为NO、NO2、N2O5，h为硝酸盐。 【解析】（1）硝酸分解生成的NO2，溶解在硝酸中使得溶液呈黄色，分解反应为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O； （2）实验室利用Ca(OH)2和NH4Cl共热制备氨气，反应的方程式为Ca(OH)2+ 2NH4ClCaCl2+ 2NH3↑ + 2H2O；氨气产生红色喷泉实验，利用了氨气极易溶于水，且水溶液显碱性的性质； （3）NO2溶解在水中的反应为，由此可知当转移2mol电子时，被氧化的NO2的物质的量为2mol； （4）氨气转化为氮气，需要加入氧化剂，从元素价态分析可知，符合题意的有Cl2、NO； （5）氯气与氨气生成NH4Cl固体小颗粒，可观察到产生白烟，相关的反应方程式为3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl； （6）从元素价态分析可知，NH3应通入负极，发生氧化反应；原电池中，阴离子向负极定向移动。 2．某废催化剂含、、和，从废催化剂中回收锌和铜的流程如下图所示。 回答下列问题： （1）步骤①产生的气体的电子式为 ，实验室常用与稀硫酸制备该气体，其化学方程式为 。 （2）滤渣2的主要成分是S和 (填化学式)。 （3）步骤③中加入溶液的目的是 (用离子方程式表示)，加热温度不宜过高的原因是 。 （4）步骤②和④的“一系列操作”包括 、 、过滤、洗涤、低温干燥。洗涤晶体时用乙醇代替蒸馏水的目的是 ，并缩短干燥所需时间。 【答案】（1） （2）SiO2 （3） 温度过高会导致H2O2分解 （4）蒸发浓缩 冷却结晶 减少晶体的溶解损失 【分析】废催化剂主要成分有SiO2、ZnO、ZnS和CuS，加入稀硫酸与ZnO、ZnS发生反应生成ZnSO4、H2S和水，反应后进行过滤，滤液中含有硫酸锌，浓缩结晶得到硫酸锌晶体，滤渣1中含有SiO2和CuS，在酸性条件下与双氧水发生氧化还原反应，滤渣2为S、SiO2，滤液中含有硫酸铜，浓缩结晶后得到胆矾，以此解答该题。 【解析】（1）根据分析可知，步骤①产生的气体为H2S，H2S为共价化合物，电子式为：；与稀硫酸制备H2S气体，其化学方程式为：。 （2）由分析可知滤渣2的主要成分是：SiO2和S。 （3）加入H2O2溶液的目的是发生氧化还原反应使CuS在酸性条件下转化为铜离子同时生成硫单质和水，； 加热可以提高反应速率，但温度过高会导致H2O2分解，因此加热温度不宜过高。 （4）步骤②和④的“一系列操作”分别得到含结晶水的晶体，故操作包括：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥； 硫酸锌、硫酸铜晶体在乙醇中溶解度较小且乙醇易挥发，故洗涤晶体时用乙醇代替蒸馏水的目的是：减少晶体的溶解损失，并缩短干燥所需时间。 3．回答下列问题。 （1）铵盐在工农业生产中有着重要的用途，无水情况下，可以和发生如下反应： ________________________________________________ ①配平上述反应方程式，并用单线桥标出电子转移的方向和数目 。 ②当有28g单质生成时，生成标准状况下的气体体积为 L。 （2）法可用于吸收燃煤发电厂的，同时获得产品硫酸铵。反应的原理为：。实验室根据上述反应原理，模拟生产硫酸铵。已知：硫酸铵与碱混合加热生成氨气。 上述反应原理中，属于非电解质但溶于水能导电的物质有 (填化学式)。 （3）搭建如图所示装置，先从 (选填“a”或“b”)通入气体 (填物质名称)至饱和；然后再通入另一种气体，当液体由红色变为浅红色时，立即停止实验。 （4）为测定样品中()的纯度，进行如下实验。取1.500g样品与碱混合加热，生成的氨气先用25.000.500硫酸溶液吸收，再用0.200的溶液中和过量的硫酸，消耗溶液的体积为20.00。则该硫酸铵产品的纯度为 %。 【答案】（1） 5.6 （2）CO2、NH3 （3）a 氨气 （4）（3分） 【解析】（1）①NH4Cl中氮的化合价-3价化合价升高变成了N2中0价，Fe2O3中铁的化合价+3价降低变为Fe中0价，根据化合价守恒和原子守恒可配平为：6NH4Cl+4Fe2O3=6Fe+2FeCl3+3N2↑+12H2O，NH4Cl中氮的化合价-3价化合价升高变成了N2中0价转移3e-，有6个氮原子化合价升高，所以转移电子数目为6×3e-=18e-，； ②根据①中的信息可知，3～6Fe当有Fe生成时，可知n(N2)=0.25mol，V=nVm=0.25mol×22.4L/mol=5.6L； （2）非电解质是指在熔融状态下和水溶液中都不能导电的化合物，反应原理中，属于非电解质但溶于水能导电的物质有CO2、NH3； （3）氨气极易溶于水，为防止氨气溶于水时发生倒吸，从先从a通入氨气至饱和；然后b端通入CO2气体，当液体由红色变为浅红色时，立即停止实验； （4）与氨气反应的，根据氨气和的关系式知，n(NH3)=2n()=2.1×10-2mol，硫酸铵产品的纯度为。 4．铵盐和硝酸是重要的化工原料。 （1）铵盐可以作化肥。 ①是含氮量较高的氮肥，可由和 (填化学式)直接制取。 ②可作氮肥，其保存和使用的方法合理的是 (填序号)。 A．保存要注意防雨防晒 B．不能与酸性肥料一起使用 C．与碱性肥料使用效果更佳 ③检验某化肥中含有：取少量样品于试管中，加少量水溶解，再加入浓NaOH溶液，加热，产生的气体能使 ，说明含有。 （2）利用硝酸制备硝酸铜。 某工厂利用固体废渣(主要含Cu和CuO，还含有少量和)制取的部分工艺流程如图。 已知：在酸性溶液中不稳定，会转变成Cu和。是酸性氧化物，难于水和酸。 ①酸溶过程中铜与稀硝酸反应的离子方程式为 。 ②试剂X可选用 (填序号)。 A．NaOH         B．Cu(OH)2         C．CuO ③若除酸时加入的X恰好完全反应，则过滤后所得废渣的成分为 。 ④将酸溶使用的稀硝酸改为10%和20%稀硝酸的混合液，其中作氧化剂，基本无氮氧化物排放，写出固体废渣中Cu与该混合液反应的离子方程式 。 【答案】（1）① ②AB ③湿润的红色石蕊试纸变蓝 （2）① ②BC ③ ④ 【解析】（1）①是含氮量较高的氮肥，可由和发生反应：直接制取； ②A．不稳定、易发生分解反应：，易潮解并且在潮湿条件下分解加快，因此需要密封存放，防雨防晒，避免受潮和高温，A正确； B．碳酸氢铵不能与酸性肥料一起使用，酸会加快分解，降低肥效，同时造成环境污染，B正确； C．是弱酸性盐，与碱性肥料（如）混合，会发生化学反应：，加快分解，导致氨气挥发，使氮肥流失，C错误； 答案选AB。 ③检验某化肥中含有，取少量样品于试管中，加少量水溶解，再加入浓NaOH溶液，加热，发生反应，可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明含有； （2）固体废渣中加入稀硝酸酸溶，反应后溶液中含有，硝酸被还原生成NO，不与硝酸反应为沉淀。随后加入X中和过量的硝酸，生成硝酸铜和水，过滤后废渣为，滤液为硝酸铜溶液。 ①酸溶过程中，铜被氧化为，稀硝酸被还原为，离子方程式为：； ②由分析可知，X的作用是中和过量的硝酸，为了避免引入杂质离子，试剂X可以选用含铜元素的碱性物质，则答案答案选BC； ③由分析可知，若除酸时加入的X恰好完全反应，则过滤后所得废渣的成分为； ④将酸溶使用的稀硝酸改为10%和20%稀硝酸的混合液，其中作氧化剂，被还原为，基本无氮氧化物排放，说明稀硝酸只体现酸性，铜单质被氧化为，离子方程式为：； 5．已知：A、B、C、D、E、X是中学常见的无机物，存在如下图转化关系(部分生成物和反应条件略去)。 （1）若A为淡黄色粉末，X为非金属单质，通常为黑色粉末，则A与H2O反应生成1molC时，转移电子总数为 ，D的电子式为 。 （2）若A为淡黄色粉末，X是能使品红溶液褪色的无色气体，写出D→E的离子方程式 。溶液D久置在空气中易被氧化，证明溶液D部分被氧化的实验操作是： 。 （3）若常温下A是一种红棕色气体，X是生活中一种常见的金属单质，常温下X制造的容器可保存C的浓溶液。 ①常温下A与水的反应中A是 (填氧化剂、还原剂、氧化剂和还原剂)。 ②写出加热条件下C的浓溶液与X反应生成D的化学方程式 。 ③工业常用NaOH溶液吸收废气中NOx污染环境，其反应原理如下： NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O。现有一定条件下NO2和NO的混合气体0.9mol恰好被300mL NaOH溶液完全吸收，则NaOH溶液的物质的量浓度为 。 【答案】（1） 1.2041024(或2NA) （2） 取少量溶液于试管中，加入足量氯化钡溶液产生白色沉淀，往沉淀中再加入盐酸，沉淀部分溶解且产生无色有刺激性气味气体，说明溶液D部分氧化 （3） 氧化剂和还原剂 3 mol/L 【解析】（1） 若A为淡黄色粉末，可以与水反应，A为Na2O2，与水反应的方程式：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑。X为非金属单质，通常为黑色粉末，X为C，C和O2发生生成CO2，CO2与C反应生成CO。Na2O2与水反应时，Na2O2中O的化合价为－1，化合价升高1价转化为O2，因此生成1mol O2，转移2mol电子，电子总数为2NA或1.204×1024。O2与C反应生成CO2，CO2的电子式为。 答案为2NA或1.2041024     。 （2）若A为淡黄色粉末，X是能使品红溶液褪色的无色气体，A为Na2O2，X为SO2。Na2O2与水反应生成NaOH和O2，SO2与NaOH反应生成Na2SO3，Na2SO3溶液通入SO2生成NaHSO3。D→E为Na2SO3转化为NaHSO3，离子方程式：。D为Na2SO3，在空气中容易为被O2氧化成Na2SO4，证明溶液D部分被氧化，需要证明D中有Na2SO3也有Na2SO4。溶液D中加入BaCl2，将Na2SO3、Na2SO4转化为BaSO3和BaSO4，加入稀盐酸后，BaSO3会与HCl反应生成SO2，而BaSO4不与HCl反应，沉淀部分溶解，实验操作：取少量溶液于试管中，加入足量氯化钡溶液产生白色沉淀，往沉淀中再加入盐酸，沉淀部分溶解且产生无色有刺激性气味气体，说明溶液D部分被氧化。 答案为        取少量溶液于试管中，加入足量氯化钡溶液产生白色沉淀，往沉淀中再加入盐酸，沉淀部分溶解且产生无色有刺激性气味气体，说明溶液D部分被氧化。 （3）若常温下A是一种红棕色气体，X是生活中一种常见的金属单质，常温下X制造的容器可保存C的浓溶液。A为NO2，X为Fe。NO2与水反应生成HNO3和NO。硝酸与Fe反应生成Fe(NO3)3，Fe(NO3)3与Fe反应生成Fe(NO3)2。 ①NO2与水的方程式：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，NO2中N的化合价从＋4升高到＋5，也降低到＋2，因此NO2既是氧化剂也是还原剂。 ②在加热条件下，Fe和浓硝酸反应生成Fe(NO3)3，化学方程式为。 ③结合反应的产物，不管是NaNO3还是NaNO2，N和Na的比例为1:1，因此NO2和NO的混合气体0.9mol需要0.9mol NaOH才能恰好被完全吸收，NaOH溶液的物质的量浓度为0.9mol÷0.3L=3 mol/L。 答案为①氧化剂和还原剂        ②     ③3 mol/L。 6．铬(Cr)和钒(V)具有广泛用途。铬钒渣中铬主要以形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如图所示： 已知：最高价铬酸根在碱性介质中以存在，在酸性介质中以存在；“煅烧”后铬的主要存在形式为。 回答下列问题： （1）中Cr的化合价为 价；“浸取”前将煅烧后的固体进一步粉碎，你认为该操作的目的是 。 （2）若在实验室中进行煅烧铬钒渣，一般不能用陶瓷坩埚，理由是 ；“煅烧”时，转化为的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 （3）“浸取”后分离出水浸渣的操作名称为 。 （4）“沉淀”时加入适量的稀硫酸将溶液调至弱碱性，目的是 。 （5）“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右，此时铬的主要存在形式为，在“还原”步骤中溶液将还原为，自身转化为，试写出该反应的离子方程式： 。 （6）若取10kg铬钒渣(其中Cr元素的质量分数为13%)按上述流程制备固体，在整个流程中Cr元素的利用率()为95%，则制得固体的质量为(保留3位有效数字) kg。 【答案】（1）+6 增大接触面积，加快浸取的速率(答到“加快浸取的速率”即可) （2）、NaOH均能与陶瓷坩埚中的发生反应(或其他合理答案) 3∶4 （3）过滤 （4）将铝元素转化为沉淀，从而除去铝元素 （5）（3分） （6）2.45（3分） 【分析】铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，加入Na2CO3、NaOH、通入空气进行煅烧，将铁元素转化为Fe2O3，硅元素转化为Na2SiO3，铬元素转化为Na2CrO4；加入H2O浸取，得到Fe2O3；过滤后，往滤液中加入稀硫酸，生成H2SiO3沉淀；过滤后，往滤液中加入MgSO4溶液、(NH4)2SO4溶液，生成MgSiO3、MgNH4PO4沉淀；过滤后，往滤液中加入稀硫酸调节溶液的pH，将钡转化为V2O5；过滤后，往滤液中加入Na2S2O4溶液，并调节pH，生成Cr(OH)3沉淀。 【解析】（1）Na2CrO4中Na为+1价，O为-2价，则Cr为+6价；为了增大接触面积，加快浸取的速率，将煅烧后的固体进一步粉碎； 故答案为：+6；增大接触面积，加快浸取的速率； （2）陶瓷坩埚的主要成分SiO2，Na2CO3、NaOH均能与陶瓷坩埚中的SiO2发生反应；若铬钒渣中铬的含氧酸盐为NaCrO2，则“煅烧”过程中NaCrO2转化为Na2CrO4，发生反应的化学方程式为，则氧化剂：还原剂为3：4； 故答案为：Na2CO3、NaOH均能与陶瓷坩埚中的SiO2发生反应； （3）“浸取”后分离固体和液体的操作为过滤； 故答案为：过滤； （4）加入强碱后将Al转化为，加入稀硫酸后，铝元素转化为氢氧化铝沉淀； 故答案为：将铝元素转化为Al(OH)3沉淀，从而除去铝元素； （5）Na2S2O5溶液将还原为Cr3+，自身转化为，； 故答案为：； （6）若取10kg含Cr元素质量分数为13%的铬钒渣进行上述流程，Cr元素在整个流程中损失率为5%，则可制得Cr(OH)3固体的质量为=2.45kg； 故答案为：2.45。 7．氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的主要物质。回答下列问题： （1）下列措施中可用于减少排放量，且经济可行的是 。 A．用天然气代替煤炭做民用燃料 B．将工厂的烟囱造高 C．燃煤中添加石灰固硫                             D．使用萃取煤炭中的硫 E．工业尾气经碱液处理后再排放 （2）下列不属于氮的固定的是_______。 A． B． C． D． （3）可用NaOH溶液吸收空气中的氮氧化物，主要反应为：；。 ①现有VL某NaOH溶液，能完全吸收nmol和mmolNO组成的大气污染物。所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为 。 ②若所得溶液中，则原混合气体中和NO的物质的量之比 。 （4）氮氧化物也可以用尿素[]水溶液吸收。用尿素水溶液吸收体积比为1：1的NO和混合气，可将N元素转变为对环境无害的气体，该反应的化学方程式为 。 （5）控制其他条件相同，将混有NO、、、和的模拟烟气匀速通过装有尿素溶液的装置，在装置出口处检测NO、的脱除率() ①当烟气中有少量时，有利于脱除，其可能的原因是 。 ②当烟气中无存在时，且超过一定数值时，测得变为负值，其可能的原因是 。 【答案】（1）ACE （2）B （3） 3：2 （4）(NH2)2CO+NO+NO2=2N2+CO2+2H2O （5） SO2具有还原性，也能还原一部分NO2 过量的NO2与溶液中的H2O反应生成NO，使NO的出口浓度大于进口浓度， 【解析】（1）A．用天然气代替煤炭做民用燃料，可减少煤炭燃烧，减少二氧化硫排放，故A选； B．将工厂的烟囱造高，不能减少二氧化硫的排放，故B不选； C．燃煤中添加石灰固硫可以减少SO2的排放，故C选； D．使用CS2萃取煤炭中的硫是不现实的操作，故D不选； E．二氧化硫能和碱液反应而被吸收，工业尾气经碱液处理后再排放，能减少二氧化硫的排放，故E选； 故答案为：ACE； （2）氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮，故在所给的反应中B不属于氮的固定，故答案为B； （3）①NO2、NO和NaOH反应后，N和Na均全部存在于NaNO2和NaNO3中，根据N原子守恒n(NaNO2)+n(NaNO3)=n(NO2)+n(NO)=(m+n)mol，因此n(Na+)也为(m+n)mol，再根据Na元素守恒，n(NaOH)=n(Na+)=(m+n)mol，因此c(NaOH)=mol/L； ②若所得溶液中，则，当n(NO3-)为1mol时，根据2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O，相应生成的n(NO)=1mol、吸收的n(NO2)=2mol，那么NO2+NO+2NaOH═2NaNO2+H2O中生成的n(NO)=(9-1)mol=8mol，则对应吸收的n(NO2)=4mol、n(NO)=4mol,所以原混合气体中n(NO2)=(4+2)mol=6mol、n(NO)=4mol，物质的量之比为3：2； （4）由题意可知，尿素[(NH2)2CO]与1：1的NO和NO2混合气反应生成了N2、CO2、H2O，尿素中的-2价N元素化合价升高，NO和NO2中的N元素化合价降低，根据化合价升降守恒和原子守恒可得方程式为：(NH2)2CO+NO+NO2=2N2+CO2+2H2O； （5）①当烟气中有少量SO2时，有利于NO2脱除，其可能的原因是SO2具有还原性，也能还原一部分NO2； ②当烟气中无SO2存在时，烟气中超过一定数值时，过量的NO2与溶液中的H2O反应生成NO，使NO的出口浓度大于进口浓度，则测得变为负值。 8．SO2、NOx为常见的空气污染物，会引起酸雨、光化学烟雾等污染问题。研究者以多种方法进行“脱硫”“脱硝”。 （1）利用工业废碱渣(主要成分为Na2CO3)来吸收含SO2的烟气，同时得到Na2SO3粗品。其流程如图所示： ①操作1和操作2中均包含的分离技术为 ； ②SO2被Na2CO3溶液吸收时，会释放出一种无色无味气体，该反应的离子方程式为 。 （2）利用含有SO2的烟气制备NaClO2。其流程如图所示： ①反应a的化学方程式为 。 ②反应b中的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 （3）以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”“脱硝”。控制溶液的pH=5.5，一定时间内，温度对SO2、NO脱除率的影响如图所示： 已知烟气中SO2与NO的体积比为4：1，且吸收后转化为：SO、NO。 ①NO在吸收过程中，反应的离子方程式是 。 ②50℃时，吸收液中烟气转化生成的Cl‒和NO的物质的量之比为 。 ③烟气中NOx含量的测定：将VL气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化为NO，加水稀释至100mL。量取25mL该溶液，加入V1mLc1mol·L‒1FeSO4溶液(过量)，充分反应后，用c2mol·L‒1K2Cr2O7溶液和剩余的Fe2+恰好反应(该反应的还原产物为Cr3+)，消耗V2mL。气样中NOx折合成NO的含量为 mg·L‒1。 【答案】（1）过滤 CO+H2O+2SO2=CO2+2HSO （2）2NaClO3+H2SO4+SO2=2NaHSO4+2ClO2 2∶1 （3）3ClO−+2NO+H2O=2NO+3Cl−+2H+ 13∶2 【分析】（1）将工业废碱渣溶于水过滤后，得到碳酸钠溶液，用碳酸钠溶液吸收烟气中的二氧化硫得到亚硫酸氢钠溶液，往其中加入氢氧化钠，即可得到亚硫酸钠溶液，进一步处理后可得亚硫酸钠粗产品。 （2）NaClO3、H2SO4中通入SO2发生反应a生成NaHSO4和ClO2，则反应a的化学方程式为；ClO2在碱性条件下可以氧化H2O2生成氧气，同时生成NaClO2，则反应b为2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O。 【解析】（1）①工业废碱渣经过操作1后得废渣和碳酸钠溶液，所以操作1为溶解、过滤，操作1为过滤，均包含过滤。 ②亚硫酸酸性强于碳酸，所以SO2被Na2CO3溶液吸收时，释放出的无色无味气体为二氧化碳，反应的离子方程式为+H2O+2SO2=CO2＋2； （2）①NaClO3、H2SO4中通入SO2发生反应a生成NaHSO4和ClO2，则反应a的化学方程式为，故答案为：； ②反应b的化学方程式为2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O，该反应中，ClO2为氧化剂，H2O2为还原剂，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1，故答案为：2∶1； （3）①NaClO溶液吸收烟气中NO，NaClO溶液吸收烟气中NO，发生氧化还原反应生成硝酸和氯化钠，反应的离子方程式是：3ClO−+2NO+H2O=2NO+3Cl−+2H+； ②吸收SO2发生的反应为SO2+ClO﹣+H2O═SO+Cl﹣+2H+，烟气中SO2和NO的体积比为4∶1，50℃时的脱除率见图2分别为100%和80%，根据反应SO2+ClO−+H2O =+Cl−+2H+、3ClO−+2NO+H2O = 2+3Cl−+2H+，则此吸收液中烟气转化生成的和Cl−的物质的量之比为13∶2。 ③用c2 mol·L−1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+，终点时消耗V2 mL，此时加入的Cr2O为 mol；所以过量的Fe2+为 mol；则与硝酸根离子反应的Fe2+为mol；所以硝酸根离子为mol；根据氮元素守恒，硝酸根与NO的物质的量相等。考虑到配制100mL溶液取出来25mL进行实验，所以NO为mol，质量为g，即 mg。这些NO是VL气体中含有的，所以含量为 mg·L-1，即为mg/L，所以答案为：mg/L。 9．铬(Cr)和钒(V)具有广泛用途。铬钒渣中铬主要以形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如图所示： 已知：最高价铬酸根在碱性介质中以存在，在酸性介质中以存在；“煅烧”后铬的主要存在形式为。 回答下列问题： （1）中Cr的化合价为 价；“浸取”前将煅烧后的固体进一步粉碎，你认为该操作的目的是 。 （2）若在实验室中进行煅烧铬钒渣，一般不能用陶瓷坩埚，理由是 ；“煅烧”时，转化为的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 （3）“浸取”后分离出水浸渣的操作名称为 。 （4）“沉淀”时加入适量的稀硫酸将溶液调至弱碱性，目的是 。 （5）“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右，此时铬的主要存在形式为，在“还原”步骤中溶液将还原为，自身转化为，试写出该反应的离子方程式： 。 （6）若取10kg铬钒渣(其中Cr元素的质量分数为13%)按上述流程制备固体，在整个流程中Cr元素的利用率()为95%，则制得固体的质量为(保留3位有效数字) kg。 【答案】（1）+6 增大接触面积，加快浸取的速率(答到“加快浸取的速率”即可) （2）、NaOH均能与陶瓷坩埚中的发生反应(或其他合理答案) 3∶4 （3）过滤 （4）将铝元素转化为沉淀，从而除去铝元素 （5） （6）2.45 【分析】铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，加入Na2CO3、NaOH、通入空气进行煅烧，将铁元素转化为Fe2O3，硅元素转化为Na2SiO3，铬元素转化为Na2CrO4；加入H2O浸取，得到Fe2O3；过滤后，往滤液中加入稀硫酸，生成H2SiO3沉淀；过滤后，往滤液中加入MgSO4溶液、(NH4)2SO4溶液，生成MgSiO3、MgNH4PO4沉淀；过滤后，往滤液中加入稀硫酸调节溶液的pH，将钡转化为V2O5；过滤后，往滤液中加入Na2S2O4溶液，并调节pH，生成Cr(OH)3沉淀。 【解析】（1）Na2CrO4中Na为+1价，O为-2价，则Cr为+6价；为了增大接触面积，加快浸取的速率，将煅烧后的固体进一步粉碎； 故答案为：+6；增大接触面积，加快浸取的速率； （2）陶瓷坩埚的主要成分SiO2，Na2CO3、NaOH均能与陶瓷坩埚中的SiO2发生反应；若铬钒渣中铬的含氧酸盐为NaCrO2，则“煅烧”过程中NaCrO2转化为Na2CrO4，发生反应的化学方程式为，则氧化剂：还原剂为3：4； 故答案为：Na2CO3、NaOH均能与陶瓷坩埚中的SiO2发生反应； （3）“浸取”后分离固体和液体的操作为过滤； 故答案为：过滤； （4）加入强碱后将Al转化为，加入稀硫酸后，铝元素转化为氢氧化铝沉淀； 故答案为：将铝元素转化为Al(OH)3沉淀，从而除去铝元素； （5）Na2S2O5溶液将还原为Cr3+，自身转化为，； 故答案为：； （6）若取10kg含Cr元素质量分数为13%的铬钒渣进行上述流程，Cr元素在整个流程中损失率为5%，则可制得Cr(OH)3固体的质量为=2.45kg； 故答案为：2.45。 10．大气中和氮氧化物()等气体含量的升高会对环境产生一定的影响。 Ⅰ．下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。 方法Ⅰ 用氨水将转化为，再氧化为 方法Ⅱ 用溶液吸收 方法Ⅲ 用生物质热解气(主要成分为CO、、)将在高温下还原成单质硫 （1）用方法Ⅰ脱硫时，能提高去除率的措施有__________。 A．增大氨水浓度 B．升高反应温度 C．使燃煤烟气与氨水充分接触 D．通过多孔球泡向溶液中通 （2）对方法Ⅱ吸收后的溶液加热可使吸收液再生，其反应的化学方程式 __________ 。 （3）方法Ⅲ中CO还原反应的化学方程式为 __________。 Ⅱ．通常用以下几种方法对氮氧化物()进行脱除。 （4）利用石灰乳和硝酸工业的尾气反应，既能消除氮氧化物，又能获得应用广泛的，其部分工艺流程如图： ①用石灰乳吸收过程中，可将氮氧化物()转化为，若，该过程的化学方程式 _______________ 。 ②滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是 _____ (填化学式)。 （5）用NaClO溶液吸收氮氧化物()。 某课外小组同学设计了如图的喷淋吸收塔装置。上述工艺中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是 ___________________________________，该装置脱硫脱硝后，溶液的酸性 _____ (增强、减弱、不变)。 （6）催化还原氮氧化物()技术是目前广泛应用的烟气氮氧化物脱除技术。 ①一种新型的人工固氮原理如图所示，该过程中属于氧化还原反应的是 _____ (填反应编号)。 ②在催化剂的作用下，向280～420℃的烟气中喷入氨可使工厂废气中的氮氧化物转化为无污染的物质，消除的化学反应方程式为 _________________________ 。 【答案】（1）ACD （2）2NaHSO3Na2SO3+H2O+SO2↑ （3）2CO+SO2S+2CO2 （4）NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O Ca(OH)2 （5）使尾气与石灰乳接触的时间更长，尾气被充分吸收 增强 （6）①③ 【解析】（1）A．增大氨水的浓度，可以提高SO2的转化率，故A选； B．升高温度，降低气体的溶解度，不利于吸收SO2，故B不选； C．使燃煤烟气与氨水充分接触，可以提高SO2的转化率，故C选； D．通过多孔球泡向溶液中通，增大反应物接触面积，可以提高SO2的转化率，故D选； 答案为ACD； （2）用Na2SO3溶液吸收SO2生成NaHSO3溶液，加热时NaHSO3分解生成Na2SO3，达到再生的目的，化学方程式为2NaHSO3Na2SO3+H2O+SO2↑； （3）方法III中在高温下CO还原SO2生成硫单质和CO2，反应方程式为：2CO+SO2S+2CO2； （4）①NO和NO2和氢氧化钙反应生成亚硝酸钙，时，反应为NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O； ②氢氧化钙微溶于水，反应后滤渣含有过量的氢氧化钙，故滤渣主要成分为Ca(OH)2； （5）吸收尾气采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，使得尾气与石灰乳接触的时间更长，尾气被充分吸收；由图可知，吸收后的溶液中含有大量H+，故溶液的酸性增强； （6）①反应①中N元素和Li元素的化合价变化，是氧化还原反应，反应②中各元素的化合价没有变化，不是氧化还原反应，反应③Li元素和O元素的化合价变化，是氧化还原反应，故答案为①③； ②消除生成氮气和水，化学反应方程式为。 11．氮肥厂、生活污水中的氮元素多以和的形式存在，氨氮废水超标排放是水体富营养化的重要原因。氨氮废水的处理方法有物理化学法、化学法、生物法等。 （1）吹脱法：先向氨氮废水中加溶液调节至11左右，再吹入热空气或水蒸气使氨气挥发并回收利用。 ①写出发生反应的离子方程式： 。 ②吹脱法除了不适用于低浓度氨氮废水的处理外，还存在的不足有 (写2点)。 （2）化学沉淀法：向废水中投入氯化镁和磷酸钠，形成沉淀从而除去铵根离子。 ①写出发生反应的离子方程式： 。 ②该沉淀法不适合处理碱性过强的氨氮废水，其原因是 。 （3）次氯酸钠氧化法：除去氨氮的反应机理如图1所示(其中和略去)，实验测得相同条件下，废水中氨氮去除率与温度关系如图2所示。 ①氧化的总反应的化学方程式为 。 ②当温度高于25℃时，废水中的氨氮去除率随着温度升高而越低，其原因是 。 （4）生物法：先在硝化细菌作用下空气中的氧气将氧化为(硝化过程)，后在反硝化细菌作用下利用有机碳源将转化为氮气而排放(反硝化过程)。 ①硝化过程中经过两步反应转变为，第一步为 (写离子方程式)，第二步为。 ②反硝化过程中常将甲醇作为有机碳源。当反应中有转变为二氧化碳时，转化的的物质的量为 。 【答案】（1） 成本高、脱氮率低；可能造成二次污染 （2） 形成氢氧化镁沉淀，降低除去效率 （3） 温度较高，加快了的分解，造成去除率降低 （4） 【解析】（1）①氮肥厂、生活污水中的氮元素多以和的形式存在，向氨氮废水中加溶液，方程式为：。 ②由于需要向氨氮废水中加溶液，存在的缺点是：成本高、脱氮率低；可能造成二次污染。 （2）①根据向废水中投入氯化镁和磷酸钠，形成沉淀从而除去铵根离子，可知方程式为：。 ②若碱性过强的氨氮废水，加入氯化镁，会形成氢氧化镁沉淀，降低除去效率。 （3）①根据图分析可知，氧化的产物是氮气等无害物质，所以方程式为：。 ②因为次氯酸根不稳定，温度较高，加快了的分解，造成去除率降低。 （4）①在硝化细菌作用下被氧气氧化为，反应的离子方程式为：。 ②反硝化过程中常将甲醇作为有机碳源，甲醇被硝酸根离子氧化为二氧化碳，根据得失电子守恒可知， ，当反应中有转变为二氧化碳时，转化的的物质的量为。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$