
1.(2023·江蘇,14)V2O5-WO3/TiO2催化劑能催化NH3脫除煙氣中的NO,反應為4NH3(g)+O2(g)+4NO(g)===4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 632.4 kJ·ml-1。
(1)催化劑的制備。將預先制備的一定量的WO3/TiO2粉末置于80 ℃的水中,在攪拌下加入一定量的NH4VO3溶液,經(jīng)蒸發(fā)、焙燒等工序得到顆粒狀V2O5-WO3/TiO2催化劑。在水溶液中VOeq \\al(-,3)水解為H3VO4沉淀的離子方程式為_________________________________;
反應選用NH4VO3溶液而不選用NaVO3溶液的原因是__________________________
________________________________________________________________________。
(2)催化劑的應用。將一定物質(zhì)的量濃度的NO、O2、NH3(其余為N2)氣體勻速通過裝有V2O5-WO3/TiO2催化劑的反應器,測得NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。反應溫度在320~360 ℃范圍內(nèi),NO轉(zhuǎn)化率隨溫度變化不明顯的原因是___________________________
________________________________________________________________________;
反應溫度高于380 ℃,NO轉(zhuǎn)化率下降,除因為進入反應器的NO被還原的量減少外,還有________________________________________________________________________(用化學方程式表示)。
(3)廢催化劑的回收。回收V2O5-WO3/TiO2廢催化劑并制備NH4VO3的過程可表示為
①酸浸時,加料完成后,以一定速率攪拌反應。提高釩元素浸出率的方法還有______________________。
②通過萃取可分離釩和鎢,在得到的釩酸中含有H4V4O12。已知H4V4O12具有八元環(huán)結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)式可表示為________________________________________________________。
③向pH=8的NaVO3溶液中加入過量的NH4Cl溶液,生成NH4VO3沉淀。已知:Ksp(NH4VO3)=1.7×10-3,加過量NH4Cl溶液的目的是______________________________________
________________________________________________________________________。
2.(2023·北京,18)以銀錳精礦(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化錳礦(主要含MnO2)為原料聯(lián)合提取銀和錳的一種流程示意圖如下。
已知:酸性條件下,MnO2的氧化性強于Fe3+。
(1)“浸錳”過程是在H2SO4溶液中使礦石中的錳元素浸出,同時去除FeS2,有利于后續(xù)銀的浸出;礦石中的銀以Ag2S的形式殘留于浸錳渣中。
①“浸錳”過程中,發(fā)生反應MnS+2H+===Mn2++H2S↑,則可推斷:Ksp(MnS)__________(填“>”或“”“ ②Fe3+、Mn2+ (2)①2 4 Cl- 2 Fe2+
②Cl-是為了與Ag2S電離出的Ag+結(jié)合生成[AgCl2]-,使平衡正向移動,提高Ag2S的浸出率;H+是為了抑制Fe3+水解,防止生成Fe(OH)3沉淀 (3)①2[AgCl2]-+Fe===Fe2++2Ag+4Cl-、2Fe3++Fe===3Fe2+ ②Fe2+被氧氣氧化為Fe3+,F(xiàn)e3+把Ag氧化為Ag+ (4)可將兩種礦石中的錳元素同時提取到浸錳液中,得到MnSO4,同時將銀元素和錳元素分離開;生成的Fe3+還可以用于浸銀,節(jié)約氧化劑
解析 (1)①“浸錳”過程中,礦石中的銀以Ag2S的形式殘留于浸錳渣中,MnS發(fā)生反應:MnS+2H+===Mn2++H2S↑,硫化錳溶于強酸而硫化銀不溶于強酸,則可推斷:Ksp(MnS)>Ksp(Ag2S)。②根據(jù)信息,在H2SO4溶液中二氧化錳可將Fe2+氧化為Fe3+,自身被還原為Mn2+,則浸錳液中主要的金屬陽離子有Fe3+、Mn2+。(2)①Ag2S中S元素化合價升高,則Fe元素化合價降低,根據(jù)得失電子守恒、元素質(zhì)量守恒,該離子方程式為2Fe3++Ag2S+4Cl-2Fe2++2[AgCl2]-+S。(3)①鐵粉可將[AgCl2]-還原為單質(zhì)銀,過量的鐵粉還可以與鐵離子發(fā)生反應,因此離子方程式為2[AgCl2]-+Fe===Fe2++2Ag+4Cl-、2Fe3++Fe===3Fe2+。②溶液中生成的Fe2+會被空氣中的氧氣緩慢氧化為Fe3+,F(xiàn)e3+把部分Ag氧化為Ag+,因此t min后銀的沉淀率逐漸減小。
考向預測
1.(1)MgO+H2O===Mg(OH)2 (2)> (3)2C(OH)3+12NH3·H2O+SOeq \\al(2-,3)===2[C(NH3)6]2++SOeq \\al(2-,4)+13H2O+4OH-或2C(OH)3+8NH3·H2O+4NHeq \\al(+,4)+SOeq \\al(2-,3)===2[C(NH3)6]2++SOeq \\al(2-,4)+13H2O (4)①晶體 ②減少膠狀物質(zhì)對鎳鈷氫氧化物的包裹,增加了濾泥與氨性溶液的接觸面積 (5)①HCl ②體心 12
(6)①0.4(或2∶5) ②MgO
解析 (2)常溫下,pH=9.9的氨性溶液中,lg Kb(NH3·H2O)=-4.7,Kb(NH3·H2O)=10-4.7=eq \f(c?NH\\al(+,4)?·c?OH-?,c?NH3·H2O?),eq \f(c?NH\\al(+,4)?,c?NH3·H2O?)=eq \f(10-4.7,c?OH-?)=eq \f(10-4.7,10-4.1)=10-0.6
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