内容正文:
上海师范大学附属虹口中学高三11月考化学试卷
考生注意:
1.试卷满分100分,考试时间60分钟。
2.选择类试题中,标注“不定项”的试题,每小题有1~2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不给分,有2个正确选项的,漏选1个给一分,错选不给分;未特别标注的试题,每小题只有1个正确选项。
相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5 Fe-56
一、工业烟气脱硫的方法
工业排放的某些烟气中含有二氧化硫等大气污染物,对其进行脱硫治理不仅可以防止有害物质排放,还可以生产其他有用的产品。
1. 分子的空间结构和分子的极性分别为________。
A. 直线形,非极性 B. 直线形,极性 C. 角形,非极性 D. 角形,极性
2. 第一电离能:N>O,结合核外电子排布相关知识,说明其原因________________________。
沿海地区的某煤电厂开发出海水脱硫的新工艺,流程如下图所示:
时、的电离常数如下表所示:
弱酸
3. 在吸收塔内,烟气应从吸收塔的________通入,与塔顶喷淋的海水充分接触。
A.上部 B.中部 C.下部
4. 吸收塔内温度不宜过高,原因可能是__________________________。
5. 吸收塔内和海水中发生反应的离子方程式为__________________________。
6. 若煤电厂排放烟气量为,其中含为,该烟气经海水脱硫处理后为,则脱硫率=________。()
7. 离子液体(ILs)也可以用来处理工业烟气。ILs的负离子吸收后生成。欲确定中虚线框内基团的结构,可采用的分析方法有________。(不定项)
A. 原子发射光谱 B. 红外光谱 C. 核磁共振氢谱 D. 晶体X射线衍射
工业上还可用溶液吸收烟气中的二氧化硫,随着反应的进行,其吸收能力会逐渐降低。
8. 为使再生,最适宜向吸收能力降低的溶液中加入或通入一定量的________。
A. B. C. D.
9. 使用溶液脱硫时,溶液的通常需控制在。结合的性质和下图,分析不宜过小和过大的原因。
二、肾上腺素的合成
10. 肾上腺素是一种脂溶性激素,常用于临床抢救。肾上腺素注射液说明书的部分内容如下:
肾上腺素注射液说明书
【成分】本品为加盐酸的肾上腺素灭菌水溶液。
【性状】本品为几乎无色的澄清液体;与空气接触,会逐渐变为淡红色,最后变成棕色。
肾上腺素分子的结构
(1)对肾上腺素分子结构分析正确的是___________。
A. 碳原子采取、杂化 B. 所有原子共平面
C. N原子有3对价层电子对 D. 分子中含有肽键
(2)肾上腺素注射液中盐酸的作用是___________;肾上腺素注射液接触空气变色的原因是___________。
人工合成肾上腺素(D)的某种路线如下所示:
(3)A中含有的官能团为___________。
A. 醛基 B. 醇羟基 C. 酚羟基 D. 羧基
(4)步骤①的反应类型为___________。
A. 取代反应 B. 消去反应 C. 氧化反应 D. 还原反应
(5)步骤②会产生一种副产物。在质谱图中,该副产物分子离子峰的值与肾上腺素的相同,其结构简式为___________(不考虑立体异构)。
(6)写出一种符合下列条件的C的同分异构体的结构简式___________。
i)能发生银镜反应,也能与溶液发生显色反应
ii)核磁共振氢谱图中有4组峰,且峰面积之比为3:2:2:1
(7)上述方法最终得到的D是一对对映体的混合物。
①在下图中用“*”标出D中的不对称碳原子___________。
②生产肾上腺素注射液时,须对D的一对对映体进行分离,才能用于生产肾上腺素注射液,原因可能是___________。
(8)已知:。结合题示信息,设计以环己烷()和为主要原料合成的路线___________(无机试剂任选)。
(合成路线可表示为:)
三、含铁化合物的应用
11. 含铁化合物在生产、生活中有广泛的应用。下图是一种太阳能电池工作原理的示意图,其中电解质溶液为和的混合溶液。
(1)中,中心离子为___________。
(2)电池工作时,下列描述正确的是___________。
A. 电极a为正极 B. 向电极a移动
C. 电子由电极a经导线流向电极b D. 电极b上发生氧化反应
(3)正极上发生的电极反应为___________。
氮化铁晶体可应用于磁记录材料领域,其晶胞结构如下图所示:
(4)对于a位置的Fe原子,与其最近的且距离相等的N原子有___________个。
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8
(5)该氮化铁晶体的化学式为___________。
A.FeN B. C. D.
结合图中数据,计算该晶胞的密度___________。(设为阿伏加德罗常数,用含r和的代数式表示,)
向溶液中持续通入至饱和,有微量黑色的FeS沉淀生成,该溶液中。(忽略浓度的变化和溶液体积的变化)
已知常温下,,的电离常数分别为:、。
(6)写出生成黑色沉淀的离子方程式___________。溶液中___________;溶液中___________。
四、绿色燃料——甲醇
杭州亚运会主火炬塔燃料使用的甲醇被誉为绿色燃料。在以往的运动会中,丙烷、煤油也曾作为燃料使用。上述燃料的热值和排放量如下表所示:
燃料
煤油
热值
22.7
50.4
29.0
排放量
16.5
16.2
22.9
12. 根据上表数据,计算的燃烧热为________。
A. 22.7 B. C. D.
13. 根据上表,从排放量和燃料储存两个角度分析,选用甲醇作为主火炬塔燃料的可能原因______________________________。
以和为原料制备甲醇是实现资源化利用的方式之一。其反应原理为:。
14. 下图中,曲线________能表示该反应的平衡常数K与温度的关系。
A. I B. II C. III D. 不一定
15. 某温度下向容积为2.0L的恒容密闭容器中充入和模拟上述反应。反应达到平衡状态时,测得。该温度下,平衡常数K=________。
A. 3.00 B. 0.33 C. 0.15 D. 0.59
光催化可以加快合成甲醇的反应速率,下图是该反应的部分历程,其中吸附在催化剂表面的物质用*表示。
16. 上图虚线框中的基元反应,主要决定总反应速率快慢的是________。
A.
B.
C.
D.
上海某研究团队研制出了一种具有反应和分离“双功能分子筛催化膜”反应器,使用该反应器制甲醇时,能大幅度提高二氧化碳转化率,其原理如下图所示:
在不同反应器中,CO2平衡转化率和甲醇选择性的相关实验数据如下表所示:
实验组
反应器
压强/MPa
温度/K
CO2平衡转化率/%
甲醇选择性/%
①
普通催化反应器
3
533
3
21.9
67.3
②
双功能分子筛催化膜反应器
36.1
100
17. 从绿色化学的角度,分析该双功能分子筛催化膜反应器的优点有:①CO2平衡转化率明显升高;②________________________;③________________________。
五、硫酸镍晶体制备与组成确定
某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属,,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍并制备硫酸镍晶体:
溶液中金属离子开始沉淀与沉淀完全的pH如下表所示:
金属离子
开始沉淀时的pH
沉淀完全时的pH
7.2
8.7
3.7
4.7
2.2
3.2
7.5
9.5
18. “碱浸”中NaOH的作用有_________________、________________。
19. 滤液②中含有的金属离子是________(不定项)。
A. B. C. D.
20. “转化”步骤中的作用是_____________________。
21. 随时间t的变化关系如下图所示,反应开始内迅速减小,原因可能是____________________________。(不考虑温度变化)
22. “调pH”步骤中,pH的最佳调控范围应是________~7.2之间。
A. 2.2 B. 3.2 C. 3.7 D. 4.7
资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如下表的关系:
温度
低于
高于
晶体形态
多种结晶水合物
23. 从滤液③中获得晶体的操作依次是________、_______、________、洗涤、干燥。
24. 将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用,其目的是__________________。
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上海师范大学附属虹口中学高三11月考化学试卷
考生注意:
1.试卷满分100分,考试时间60分钟。
2.选择类试题中,标注“不定项”的试题,每小题有1~2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不给分,有2个正确选项的,漏选1个给一分,错选不给分;未特别标注的试题,每小题只有1个正确选项。
相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5 Fe-56
一、工业烟气脱硫的方法
工业排放的某些烟气中含有二氧化硫等大气污染物,对其进行脱硫治理不仅可以防止有害物质排放,还可以生产其他有用的产品。
1. 分子的空间结构和分子的极性分别为________。
A. 直线形,非极性 B. 直线形,极性 C. 角形,非极性 D. 角形,极性
2. 第一电离能:N>O,结合核外电子排布相关知识,说明其原因________________________。
沿海地区的某煤电厂开发出海水脱硫的新工艺,流程如下图所示:
时、的电离常数如下表所示:
弱酸
3. 在吸收塔内,烟气应从吸收塔的________通入,与塔顶喷淋的海水充分接触。
A.上部 B.中部 C.下部
4. 吸收塔内温度不宜过高,原因可能是__________________________。
5. 吸收塔内和海水中发生反应的离子方程式为__________________________。
6. 若煤电厂排放烟气量为,其中含为,该烟气经海水脱硫处理后为,则脱硫率=________。()
7. 离子液体(ILs)也可以用来处理工业烟气。ILs的负离子吸收后生成。欲确定中虚线框内基团的结构,可采用的分析方法有________。(不定项)
A. 原子发射光谱 B. 红外光谱 C. 核磁共振氢谱 D. 晶体X射线衍射
工业上还可用溶液吸收烟气中的二氧化硫,随着反应的进行,其吸收能力会逐渐降低。
8. 为使再生,最适宜向吸收能力降低的溶液中加入或通入一定量的________。
A. B. C. D.
9. 使用溶液脱硫时,溶液的通常需控制在。结合的性质和下图,分析不宜过小和过大的原因。
【答案】1. D 2. N原子的为半充满稳定结构;O原子的中有一个2p轨道容纳两个电子,电子间排斥较强,较易失去一个电子,因此N的第一电离能大于O。
3. C 4. 温度过高会使在海水中的溶解度降低,不利于吸收,脱硫效率下降
5.
6. 7. BD 8. C
9. 过小时,溶液中浓度较大,会抑制的溶解及的电离,使脱硫效率降低;过大时,转化为易挥发的,氨气逃逸量增大
【解析】
【分析】海水脱硫依靠烟气与喷淋海水逆流充分接触,并利用海水中的吸收;吸收效率同时受气液接触、二氧化硫溶解度和物料衡算影响。亚硫酸铵吸收二氧化硫后酸式盐比例增大,补充可使其再生;溶液酸碱性还会影响二氧化硫吸收和氨逸出。
【1题详解】
中中心硫原子的价层电子对数为,含有1对孤对电子,分子空间构型为角形;分子中两个极性键的偶极矩不能抵消,分子有极性,故选D;
【2题详解】
N原子的为半充满稳定结构;O原子的中出现成对电子,电子间排斥较强,移走其中一个电子所需能量较低,所以N的第一电离能大于O;
【3题详解】
烟气从塔下部进入,与从塔顶喷下的海水逆向流动,可延长并强化气液接触,故选C;
【4题详解】
吸收塔需先使气态进入液相。升高温度会降低气体在水中的溶解度,使进入海水并继续发生酸碱反应的二氧化硫减少,因而脱硫效率下降;
【5题详解】
表中,说明亚硫酸酸性较强,溶解的二氧化硫可将碳酸氢根转化为二氧化碳:;
【6题详解】
原烟气中二氧化硫的质量流量为,故脱硫率为;
【7题详解】
A.原子发射光谱主要用于元素定性或定量分析,不能确定虚线框内原子的连接方式,A错误;
B.红外光谱可测定分子中化学键和官能团,不同的基团具有特定的振动吸收频率,可以确定虚线框内的化学键及基团结构,B正确;
C.虚线框内基团不含氢,核磁共振氢谱不能直接确定该基团的连接结构,C错误;
D.获得适合的晶体后,晶体X射线衍射可精确测定晶体中原子的空间排布、键长和键角,D正确;
故选B、D。
【8题详解】
亚硫酸铵吸收烟气中的二氧化硫发生反应,为使再生,即将转化为,
A.加入亚硫酸铵不能使转化为;
B.氧化钙能与反应生成沉淀;
C.通入氨可与反应生成;
D.氢氧化钠与反应会生成;
故最适宜向吸收能力降低的溶液中加入或通入氨气,选C。
【9题详解】
图中低区脱硫效率较低。此时浓度较大,二氧化硫进入液相以及的电离均受抑制,不利于持续吸收。图中较高区氨气逃逸量迅速增大,因为碱性增强使的反应更易进行,生成的氨挥发逸出。
二、肾上腺素的合成
10. 肾上腺素是一种脂溶性激素,常用于临床抢救。肾上腺素注射液说明书的部分内容如下:
肾上腺素注射液说明书
【成分】本品为加盐酸的肾上腺素灭菌水溶液。
【性状】本品为几乎无色的澄清液体;与空气接触,会逐渐变为淡红色,最后变成棕色。
肾上腺素分子的结构
(1)对肾上腺素分子结构分析正确的是___________。
A. 碳原子采取、杂化 B. 所有原子共平面
C. N原子有3对价层电子对 D. 分子中含有肽键
(2)肾上腺素注射液中盐酸的作用是___________;肾上腺素注射液接触空气变色的原因是___________。
人工合成肾上腺素(D)的某种路线如下所示:
(3)A中含有的官能团为___________。
A. 醛基 B. 醇羟基 C. 酚羟基 D. 羧基
(4)步骤①的反应类型为___________。
A. 取代反应 B. 消去反应 C. 氧化反应 D. 还原反应
(5)步骤②会产生一种副产物。在质谱图中,该副产物分子离子峰的值与肾上腺素的相同,其结构简式为___________(不考虑立体异构)。
(6)写出一种符合下列条件的C的同分异构体的结构简式___________。
i)能发生银镜反应,也能与溶液发生显色反应
ii)核磁共振氢谱图中有4组峰,且峰面积之比为3:2:2:1
(7)上述方法最终得到的D是一对对映体的混合物。
①在下图中用“*”标出D中的不对称碳原子___________。
②生产肾上腺素注射液时,须对D的一对对映体进行分离,才能用于生产肾上腺素注射液,原因可能是___________。
(8)已知:。结合题示信息,设计以环己烷()和为主要原料合成的路线___________(无机试剂任选)。
(合成路线可表示为:)
【答案】(1)A (2) ①. 与肾上腺素结合成盐,使其具有更好的溶解性和稳定性 ②. 肾上腺素分子结构中含酚羟基,易被氧化 (3)C (4)A
(5) (6)或
(7) ①. ②. 该对映体在生理过程中会显示出不同的药效
(8)
【解析】
【小问1详解】
A.苯环中6个碳原子均采取sp2杂化,苯环侧链上的碳原子均采取sp3杂化,则碳原子采取sp2、sp3杂化,A正确;
B.苯环侧链上的碳原子均采取sp3杂化,以该碳原子为中心,与该碳原子相连的4个原子形成四面体形结构,则不可能所有原子共平面,B错误;
C.N原子形成3个键电子对、1对孤电子对,则价层电子对数为3+1=4,C错误;
D.分子中不含肽键,D错误;
故选A;
【小问2详解】
肾上腺素注射液中盐酸的作用是与肾上腺素结合成盐,使其具有更好的溶解性和稳定性;由结构可知,肾上腺素分子中含有酚羟基,在空气中易被氧气氧化而变色,则变色的原因是肾上腺素分子结构中含酚羟基,易被氧化;
【小问3详解】
由C逆推可知,A中也含两个相邻的羟基,结合分子式(C6H6O2)可得A的结构简式为:,则A中含有官能团为酚羟基,故选C;
【小问4详解】
步骤①的化学方程式为:,则步骤①的反应类型为取代反应,故选A;
【小问5详解】
在质谱图中,该副产物分子离子峰的m/z值与肾上腺素D的相同,则该副产物的相对分子质量和分子式也与D的相同,即副产物与D互为同分异构体,所以副产物结构简式为:;
【小问6详解】
i)能发生银镜反应,也能与FeCl3溶液发生显色反应,结合C的分子式(C8H8O3),则C的同分异构体中含1个醛基、2个酚羟基;
ii)核磁共振氢谱图中有4组峰,且峰面积之比为3∶2∶2∶1,则C的同分异构体有4种等效氢,每种等效氢的氢原子个数之比为3∶2∶2∶1,且含1个甲基;
综合以上限制条件可得C的同分异构体的结构简式为:或;
【小问7详解】
①不对称碳原子即手性碳原子,该碳原子上应连有4个不同的原子或原子团,则D中符合的只有与苯环直接相连的碳原子,所以标注为:
②D的这一对对映体不能重叠、互为镜像,构型不同,可以显示出不同的药效,所以须对D的这一对对映体进行分离,才能用于生产肾上腺素注射液,原因可能是该对映体在生理过程中会显示出不同的药效;
【小问8详解】
要合成,则需要与CH3NH2反应,则需要合成,可用环己烷先取代后消去,则以环己烷和CH3NH2为主要原料合成的路线为:。
三、含铁化合物的应用
11. 含铁化合物在生产、生活中有广泛的应用。下图是一种太阳能电池工作原理的示意图,其中电解质溶液为和的混合溶液。
(1)中,中心离子为___________。
(2)电池工作时,下列描述正确的是___________。
A. 电极a为正极 B. 向电极a移动
C. 电子由电极a经导线流向电极b D. 电极b上发生氧化反应
(3)正极上发生的电极反应为___________。
氮化铁晶体可应用于磁记录材料领域,其晶胞结构如下图所示:
(4)对于a位置的Fe原子,与其最近的且距离相等的N原子有___________个。
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8
(5)该氮化铁晶体的化学式为___________。
A.FeN B. C. D.
结合图中数据,计算该晶胞的密度___________。(设为阿伏加德罗常数,用含r和的代数式表示,)
向溶液中持续通入至饱和,有微量黑色的FeS沉淀生成,该溶液中。(忽略浓度的变化和溶液体积的变化)
已知常温下,,的电离常数分别为:、。
(6)写出生成黑色沉淀的离子方程式___________。溶液中___________;溶液中___________。
【答案】(1)Fe2+ (2)C
(3) (4)D
(5) ①. C ②.
(6) ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
中心原子(或离子)提供空轨道,K4[Fe(CN)6]的中心原子为Fe2+;
【小问2详解】
由图可知,电极a上铁的化合价升高,失去电子,电极b上铁的化合价降低,得到电子,故a负极,b为正极;A.电子从负极流向正极,a为负极,b为正极,A错误;
B.b为正极,则 K+移向电极b,B错误;
C.由图可知,,电子由电极a经导线流向电极b,C正确;
D.b为正极,发生还原反应,D错误;
故选C。
【小问3详解】
b为正极,发生还原反应:;
【小问4详解】
由图可知,以底部左下角Fe为例,所在晶胞内有1个氮原子,则上层下层所处的8个相邻立方体内共8个N原子;
【小问5详解】
该晶体中,各原子数目为:,,所以氮化铁晶体的化学式为:;该晶胞的质量:,体积:,密度:;
【小问6详解】
向FeSO4溶液中通入H2S,有微量黑色的FeS沉淀生成,反应的离子方程式为:H2S+Fe2+ FeS↓+2H+;由于 、,所以==,又H2S+Fe2+ FeS↓+2H+的平衡常数===,所以,0.1mol⋅L−1FeSO4溶液中=0.1mol⋅L−1,忽略FeSO4浓度的变化和溶液体积的变化,代入数据求得,==;
【点睛】本题考查了电极反应式的书写,晶胞的结构判断,沉淀溶解平衡中离子浓度的计算。解题关键是根据图示信息,分析原电池正负极,掌握晶胞结构特点,注意利用均摊法计算晶胞中原子个数。
四、绿色燃料——甲醇
杭州亚运会主火炬塔燃料使用的甲醇被誉为绿色燃料。在以往的运动会中,丙烷、煤油也曾作为燃料使用。上述燃料的热值和排放量如下表所示:
燃料
煤油
热值
22.7
50.4
29.0
排放量
16.5
16.2
22.9
12. 根据上表数据,计算的燃烧热为________。
A. 22.7 B. C. D.
13. 根据上表,从排放量和燃料储存两个角度分析,选用甲醇作为主火炬塔燃料的可能原因______________________________。
以和为原料制备甲醇是实现资源化利用的方式之一。其反应原理为:。
14. 下图中,曲线________能表示该反应的平衡常数K与温度的关系。
A. I B. II C. III D. 不一定
15. 某温度下向容积为2.0L的恒容密闭容器中充入和模拟上述反应。反应达到平衡状态时,测得。该温度下,平衡常数K=________。
A. 3.00 B. 0.33 C. 0.15 D. 0.59
光催化可以加快合成甲醇的反应速率,下图是该反应的部分历程,其中吸附在催化剂表面的物质用*表示。
16. 上图虚线框中的基元反应,主要决定总反应速率快慢的是________。
A.
B.
C.
D.
上海某研究团队研制出了一种具有反应和分离“双功能分子筛催化膜”反应器,使用该反应器制甲醇时,能大幅度提高二氧化碳转化率,其原理如下图所示:
在不同反应器中,CO2平衡转化率和甲醇选择性的相关实验数据如下表所示:
实验组
反应器
压强/MPa
温度/K
CO2平衡转化率/%
甲醇选择性/%
①
普通催化反应器
3
533
3
21.9
67.3
②
双功能分子筛催化膜反应器
36.1
100
17. 从绿色化学的角度,分析该双功能分子筛催化膜反应器的优点有:①CO2平衡转化率明显升高;②________________________;③________________________。
【答案】12. C 13.
相比于丙烷,甲醇常温下为液态,便于储存;相比于煤油,甲醇的排放量较低。 14. C 15. D 16. B
17. ①.
甲醇选择性高 ②.
催化剂稳定性高
【解析】
【12题详解】
燃烧热是指纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,甲醇的摩尔质量为,其热值为,则甲醇完全燃烧放出的热量为,由于燃烧放热,焓变,故燃烧热,故选C;
【13题详解】
从燃料储存角度分析,常温下丙烷为气态,而甲醇为液态,液态燃料体积小,更便于储存和运输;从排放量角度分析,产生相同热量时,甲醇的排放量()明显低于煤油(),对环境更加友好;
【14题详解】
该反应的,为放热反应,根据勒夏特列原理,升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,图中只有曲线III的平衡常数随温度升高而减小,故选C;
【15题详解】
容器容积为,初始时,。平衡时,则。列出三段式: 该温度下的平衡常数,故选D;
【16题详解】
在多步基元反应中,活化能最大(即能垒最高)的一步反应速率最慢,决定了总反应的速率。由反应历程图可知, 这一步的活化能最大,约为 ,因此该步反应决定总反应速率快慢,故选B;
【17题详解】
根据表格数据对比,双功能分子筛催化膜反应器相比普通催化反应器,甲醇的选择性从大幅提高到了,说明副反应被有效抑制,原子利用率高;同时,结合反应器原理图可知,该反应器能及时将生成的水分离出去,这不仅促进了平衡正向移动,还避免了高温水蒸气对催化剂活性的影响,从而提高了催化剂的稳定性。
五、硫酸镍晶体制备与组成确定
某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属,,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍并制备硫酸镍晶体:
溶液中金属离子开始沉淀与沉淀完全的pH如下表所示:
金属离子
开始沉淀时的pH
沉淀完全时的pH
7.2
8.7
3.7
4.7
2.2
3.2
7.5
9.5
18. “碱浸”中NaOH的作用有_________________、________________。
19. 滤液②中含有的金属离子是________(不定项)。
A. B. C. D.
20. “转化”步骤中的作用是_____________________。
21. 随时间t的变化关系如下图所示,反应开始内迅速减小,原因可能是____________________________。(不考虑温度变化)
22. “调pH”步骤中,pH的最佳调控范围应是________~7.2之间。
A. 2.2 B. 3.2 C. 3.7 D. 4.7
资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如下表的关系:
温度
低于
高于
晶体形态
多种结晶水合物
23. 从滤液③中获得晶体的操作依次是________、_______、________、洗涤、干燥。
24. 将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用,其目的是__________________。
【答案】18. ①. 溶解金属铝 ②. 使油脂水解(或除去油脂) 19. AD
20. 将氧化为
21. 生成的催化了的分解 22. B
23. ①. 蒸发浓缩 ②. 冷却至结晶 ③. 过滤
24. 提高镍的回收率
【解析】
【分析】镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe,还有少量其他不溶性物质,往其中加入氢氧化钠溶液进行碱浸,除去油脂和金属铝,过滤向滤渣①中加入稀硫酸酸浸,溶解铁和镍,得到硫酸亚铁、硫酸镍和硫酸的混合溶液,过滤除去不溶性杂质,向滤液中加入双氧水将亚铁离子氧化为铁离子,再加入氢氧化钠溶液调节溶液的pH在3.2~7.2之间,使铁离子完全沉淀,同时确保镍离子不沉淀,过滤除去氢氧化铁沉淀,将滤液③经过一系列处理最后得到硫酸镍晶体。
【18题详解】
“碱浸”中NaOH的作用有溶解金属铝,除去油脂;
【19题详解】
过滤,向滤渣①中加入稀硫酸酸浸,溶解铁和镍,则滤液②中主要含有的金属离子是和,故答案为:AD;
【20题详解】
滤液②中主要含有的金属离子是Ni2+和Fe2+,向滤液中加入双氧水将亚铁离子氧化为铁离子,即“转化”步骤中H2O2的作用是将氧化为;
【21题详解】
反应开始10~20min内迅速减小(不考虑温度变化),说明这段时间反应速率较快,而随着反应的进行反应物浓度逐渐减少,所以速率加快的原因可能是生成的催化的分解;
【22题详解】
加入氢氧化钠溶液调节溶液的pH时要使铁离子完全沉淀,同时确保镍离子不沉淀,所以“调pH”步骤中,pH的最佳调控范围应是在3.2~7.2之间,故选B;
【23题详解】
从滤液③中获得晶体时,要不析出其他晶体的同时尽量减小溶解损失,根据表中数据可知,至30.8℃~53.8℃范围内晶体形态为,所以其操作依次是蒸发浓缩、冷却至30.8℃~53.8℃结晶、过滤、洗涤、干燥;
【24题详解】
将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用,可以提高镍的回收率,即其目的是提高镍的回收率。
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