15．硫酸工業(yè)產(chǎn)生的廢氣A（主要成分：SO2、O2、N2、CO2等）排放到空氣中會(huì)污染環(huán)境．某化學(xué)興趣小組對(duì)廢氣A的組成進(jìn)行探究，請(qǐng)回答下列問題：
（1）同學(xué)甲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)廢氣A中含有CO2，應(yīng)選擇的試劑有BC．
A．NaOH溶液                  B．酸性KMnO4溶液
C．澄清石灰水                 D．鹽酸
（2）同學(xué)乙欲測(cè)定廢氣A中SO2的含量，取a L廢氣A并設(shè)計(jì)了如下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

①為了保證實(shí)驗(yàn)成功，裝置A應(yīng)具有的現(xiàn)象是KMnO4溶液的紫紅色不能完全褪色．
②同學(xué)丙認(rèn)為A裝置前后的質(zhì)量差就是a L廢氣中含有的SO2的質(zhì)量，然后進(jìn)行含量計(jì)算．經(jīng)小組討論后，同學(xué)丁提出疑問，按照同學(xué)丙的實(shí)驗(yàn)，若廢氣中SO2完全被吸收，則最后測(cè)定的結(jié)果應(yīng)該偏大，同學(xué)丁推斷的理由是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生2H2SO3+O2=2H2SO4．
（3）興趣小組的同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)可利用硫酸工業(yè)廢氣A制備皓礬（ZnSO4•7H2O）．實(shí)驗(yàn)?zāi)M制備皓礬流程如下：

①“氧化”中加入硫酸鐵發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+．
②加入Zn粉的目的是除溶液中的Fe2+、Fe3+等．
③固體A主要成分是Zn、Fe．

分析 （1）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)廢氣A中含有的CO2，需要除去二氧化硫，避免干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，除凈二氧化硫的氣體通過(guò)澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳的存在；
（2）①測(cè)定廢氣A中SO2的含量，為了保證實(shí)驗(yàn)成功需要在A裝置中用高錳酸鉀溶液全部吸收，高錳酸鉀溶液不褪色證明吸收完全；
②測(cè)定的結(jié)果應(yīng)該偏大，可能是生成的亞硫酸被氣體中氧氣氧化，氣體質(zhì)量增大；
（3）廢氣凈化后加入硫酸鐵氧化二氧化硫?yàn)榱蛩�，硫酸鐵被還原為硫酸亞鐵，加入過(guò)量鋅粉還原亞鐵離子和鐵離子，得到固體A為鋅和鐵，濾液為硫酸鋅溶液，通過(guò)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌干燥等步驟得到硫酸鋅晶體；
①“氧化”中加入硫酸鐵發(fā)生反應(yīng)是和其他中二氧化硫發(fā)生還會(huì)有反應(yīng)生成硫酸亞鐵和硫酸；
②加入過(guò)量鋅粉還原亞鐵離子和鐵離子；
③分析可知固體A為鋅和鐵．

解答 解：（1）硫酸工業(yè)產(chǎn)生的廢氣A（主要成分：SO2、O2、N2、CO2等）排放到空氣中會(huì)污染環(huán)境，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)廢氣A中含有的CO2，需要除去二氧化硫，避免干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，除凈二氧化硫的氣體通過(guò)澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳的存在，石灰水變渾濁證明含有二氧化碳，所以A中為高錳酸鉀溶液，B中為澄清石灰水，
故答案為：BC；
（2）①為了保證實(shí)驗(yàn)成功需要在A裝置中用高錳酸鉀溶液全部吸收，高錳酸鉀溶液不褪色證明二氧化硫吸收完全，攪拌的主要作用是充分吸收二氧化硫，提高吸收率，
故答案為：KMnO4溶液的紫紅色不能完全褪色；
②按照同學(xué)丙的實(shí)驗(yàn)，若廢氣中SO2完全被吸收，測(cè)定的結(jié)果應(yīng)該偏大，可能是生成的亞硫酸被氣體中氧氣氧化，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生2H2SO3+O2=2H2SO4，導(dǎo)致測(cè)定氣體質(zhì)量增大，
故答案為：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生2H2SO3+O2=2H2SO4；
（3）廢氣凈化后加入硫酸鐵氧化二氧化硫?yàn)榱蛩�，硫酸鐵被還原為硫酸亞鐵，加入過(guò)量鋅粉還原亞鐵離子和鐵離子，得到固體A為鋅和鐵，濾液為硫酸鋅溶液，通過(guò)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌干燥等步驟得到硫酸鋅晶體，
①“氧化”中加入硫酸鐵發(fā)生反應(yīng)是和其他中二氧化硫發(fā)生還會(huì)有反應(yīng)生成硫酸亞鐵和硫酸，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+，
故答案為：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+；
②加入過(guò)量鋅粉還原亞鐵離子和鐵離子，除溶液中的Fe2+、Fe3+等，
故答案為：除溶液中的Fe2+、Fe3+等；
③分析可知固體A為鋅和鐵，
故答案為：Zn、Fe．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)探究方法和過(guò)程分析判斷，主要是物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用．掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：解答題

5．電化學(xué)原理在能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)合成、防止金屬腐蝕等方面應(yīng)用廣泛．如圖所示3套實(shí)驗(yàn)裝置，分別回答下列問題：

（1）裝置1為鐵的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)．一段時(shí)間后，向插入鐵釘?shù)牟Ａ矁?nèi)滴入KSCN溶液呈無(wú)色，再滴入氯水即可觀察到鐵釘附近的溶液變紅色，表明鐵被氧化；向插入碳棒的玻璃筒內(nèi)滴入酚酞試液，可觀察到碳棒附近的溶液變紅，該電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O-═4OH-．
（2）裝置2中的石墨是正極（填“正”或“負(fù)”），該裝置發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式為Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+．鹽橋中裝有含瓊脂的KCl，鹽橋中Cl-會(huì)移向右（填“左”或“右”）側(cè)燒杯的溶液．
（3）裝置3中甲燒杯盛放100mL 0.2mol•L-1的NaCl溶液，乙燒杯盛放100mL 0.5mol•L-1的CuSO4溶液．反應(yīng)一段時(shí)間后，停止通電．向甲燒杯中滴入幾滴酚酞試液，觀察到石墨電極附近首先變紅．
①甲燒杯中鐵電極的電極反應(yīng)為Fe-2e-═Fe2+；
②乙燒杯中電解反應(yīng)的離子方程式為2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+；
③停止電解，取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重0.64g，則甲燒杯中產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為224 mL．電解后的乙燒杯溶液中的c（H+）為0.2mol/L（假設(shè)電解前后溶液的體積不變）

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：選擇題

6．有機(jī)物M（　）是-種重要的醫(yī)藥中間體，下列有關(guān)它的說(shuō)法中正確的是（　　）
A．M的分子式為C8H10O3
B．在濃硫酸存在下加熱M，可得到酚類物質(zhì)
C．等量的M分別與足量Na、NaHCO3反應(yīng)時(shí)得到的氣體物質(zhì)的量比為1：1
D．M既可使酸性高錳酸鉀溶液褪色，又可使溴水褪色，反應(yīng)原理相同．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：解答題

3．鈷是重要的戰(zhàn)略金屬元素，鈷及其化合物在化工、機(jī)械、航空和軍事等部門具有廣泛的應(yīng)用．以水鈷礦（主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等雜質(zhì)）制取CoC2O4的工藝流程如圖1：

已知：①浸出液含有的陽(yáng)離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等；
②部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表：
 沉淀物 Fe（OH）3 Fe（OH）2 Co（OH）2 Al（OH）3 Mn（OH）2
 完全沉淀的pH 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8
回答下列問題：
（1）浸出過(guò)程中加入Na2SO3的目的是將Fe3+、Co3+（填離子符號(hào)）還原，若只用鹽酸浸取，則會(huì)產(chǎn)生污染空氣的有毒氣體，反應(yīng)的離子方程式為2Co3++2Cl-=Cl2 ↑+2Co2+．
（2）向浸出液中加入NaClO3的作用是將Fe2+氧化成Fe3+，反應(yīng)的離子方程式為ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O．
（3）浸出液中加Na2CO3調(diào)pH至5.2時(shí)生成的沉淀為Fe（OH）3、Al（OH）3（填化學(xué)式），能夠生成此沉淀的原因是鋁離子、鐵離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成沉淀和二氧化碳，反應(yīng)的離子方程式為：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2、2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe（OH）3↓+3CO2↑（用離子方程式結(jié)合必要的文字說(shuō)明）．
（4）“除鈣、鎂”是將溶液中Ca2+與Mg2+轉(zhuǎn)化為MgF2、CaF2沉淀．已知KSp（ MgF2）=7.35
×10-ll、Ksp（ CaF2）=1.05×10-10，當(dāng)加入過(guò)量NaF后，所得濾液中$\frac{c（M{g}^{2+}）}{c（C{a}^{2+}）}$=0.7
（5）濾液Ⅱ中加入萃取劑的作用是除去溶液中的Mn2+，萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖2所
示．使用萃取劑適宜的pH是B（填字母）．
a．接近2.0
b．接近3.0
c．接近4.0．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：解答題

10．堿式氧化鎳（NiOOH）可用作鎳氫電池的正極材料．以含鎳（Ni2+）廢液為原料生產(chǎn)NiOOH的一種T藝流程如圖1：

（1）加入Na2C03溶液時(shí)，證明Ni2+已經(jīng)完全沉淀的實(shí)驗(yàn)方法是靜置，在上層清液中繼續(xù)滴加1～2滴Na2CO3溶液，無(wú)沉淀生成，過(guò)濾時(shí)需用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、琉璃棒．
（2）寫出碳酸鎳與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式：NiCO3+2H+=Ni2++H2O+CO2↑
（3）硫酸鎳溶液可用于制備合成氨的催化劑ConNi（1-n）Fe2O4．如圖2表示在其他條件相同時(shí)合成氨的相對(duì)初始速率隨催化劑中n值變化的曲線，由圖分析可知Co2+、Ni2+兩種離子中催化效果更好的是Co2+．
（4）寫出在空氣中加熱Ni（OH）2制取NiOOH的化學(xué)方程式：4Ni（OH）2+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NiOOH+2H2O
（5）若加熱不充分，則制得的NiOOH中會(huì)混有Ni（OH）2，其組成可表示為xNiOOH•yNi（OH）2．現(xiàn)稱取9.21g樣品溶于稀硫酸中，冷卻后轉(zhuǎn)入容量瓶并配制成500mL溶液．取出25.00mL，用0.010mol•L-l的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，用去KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00mL，則x：y=9：1．[已知反應(yīng)（未配平）：Ni2++MnO4-+H+→Ni3++Mn2++H2O]．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：解答題

20．鎳及其化合物常用作合金、催化劑及電極材料．已知：鎳元素有+2、+3價(jià)的氧化物和氫氧化物，在鹽中以+2價(jià)的形式存在．
（1）鎳與稀硝酸反應(yīng)放出NO，反應(yīng)的化學(xué)方程式是3Ni+8HNO3=3Ni（NO3）2+2NO↑+4H2O．
（2）Ni2O3是一種重要的電池材料．
①鐵鎳蓄電池放電時(shí)總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2
電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2；
電池充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+6H2O．
②在堿性條件下，鎳氫電池的總反應(yīng)為：3Ni2O3+LaNi5H6+3H2O$?_{充電}^{放電}$LaNi5+6Ni（OH）2，該電池放電時(shí)，負(fù)極電極反應(yīng)為L(zhǎng)aNi5H6+6OH--6e-=LaNi5+6H2O
（3）工業(yè)上電解法處理含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)Ni的原理如圖所示．
已知：
①Ni2+在弱酸性溶液中發(fā)生水解
②氧化性：Ni2+（高濃度）＞H+＞Ni2+（低濃度）
下列說(shuō)法不正確的是BD
A．碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng)：4OH--4e-  O2↑+2H2O
B．電解過(guò)程中，B室中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷減少
C．為了提高Ni的產(chǎn)率，電解過(guò)程中需要控制廢水pH
D．若將圖中陽(yáng)離子膜去掉，將A、B兩室合并，則電解反應(yīng)總方程式不發(fā)生改變
（4）某工廠用廢的含鎳催化劑（主要含Ni，還含有一定量的Al、Fe、SiO2）回收鎳的流程如下：

已知：上述流程中，幾種氫氧化物完全沉淀時(shí)的pH如下表：
沉淀Al（OH）3Fe（OH）3Fe（OH）2Ni（OH）2
pH5.23.29.79.2
①水合肼（N2H4•H2O）是強(qiáng)還原劑，氧化產(chǎn)物對(duì)環(huán)境友好．由“沉淀→鎳”的化學(xué)方程式2Ni（OH）2+N2H4•H2O═2Ni+N2↑+5H2O．
②濾渣b所含成份的化學(xué)式為Al（OH）3、Fe（OH）3．
③若將溶液調(diào)整為pH=6時(shí)加入了bkgNi（OH）2，從酸浸到濾液B的過(guò)程中鎳的損失率為3%，后幾步操作過(guò)程中鎳的損失率為5%，akg廢催化劑（含Ni70%）經(jīng)上述流程最終得到金屬鎳的質(zhì)量為（a×70%×97%+$\frac{59}{93}$b）×95%kg（填計(jì)算式）．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：選擇題

7．某溫度下，可逆反應(yīng)mA（g）+nB（g）?pC（g）的平衡常數(shù)為K，下列對(duì)K的說(shuō)法正確的是（　　）
A．K值越大，表明該反應(yīng)速率越快，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越大
B．若縮小反應(yīng)器的容積，能使平衡正向移動(dòng)，則K增大
C．溫度相同，K值也一定相同
D．pC（g）?mA（g）+nB（g） 的平衡常數(shù)與K互為相反數(shù)

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：選擇題

4．以下水中平衡體系中分別加入氯化鉀固體一定會(huì)使其平衡移動(dòng)的是（　�。�
A．Cl2+H2O?HCl+HClOB．FeCl3+3KSCN?Fe（SCN）3+3KCI
C．MgCl2+2H2O?Mg（OH）2+2HClD．K2CO3+H2O?KHCO3+KOH

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：選擇題

5．海水開發(fā)利用的部分過(guò)程如圖所示．下列說(shuō)法不正確的是（　�。�
A．向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴
B．工業(yè)生產(chǎn)常選用NaOH作為沉淀劑
C．粗鹽可采用除雜和重結(jié)晶等過(guò)程提純
D．富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴，再用SO2將其還原吸收

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