2015-2024年十年高考化學(xué)真題分類匯編專題85 工藝流程-污染處理載體(原卷版)

2015-2024年十年高考真題匯編PAGEPAGE1專題85工藝流程——污染處理載體考點(diǎn)十年考情(2015-2024)命題趨勢考點(diǎn)1氣體污染處理2023?江蘇卷、2016·全國Ⅲ卷環(huán)境污染是化工過程中一個嚴(yán)重的問題，對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成了嚴(yán)重的威脅，對化工過程中的環(huán)境污染進(jìn)行控制和治理是保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)。污染處理是化工流程中的重要載體，主要涉及“廢水、廢氣、廢渣”的來源，對環(huán)境的影響和處理原理?？键c(diǎn)2重金屬污染處理2023?湖南卷、2020?北京卷、2016·北京理綜、2016·江蘇卷、2016·江蘇卷考點(diǎn)1氣體污染處理1．(2023?江蘇卷，16)實驗室模擬“鎂法工業(yè)煙氣脫硫”并制備MgSO4·H2O，其實驗過程可表示為(1)在攪拌下向氧化鎂漿料中勻速緩慢通入SO2氣體，生成MgSO3，反應(yīng)為Mg(OH)2+H2SO3=MgSO3+2H2O，其平衡常數(shù)K與Ksp[(Mg(OH)2)]、Ksp(MgSO3)、Ka1(H2SO3)、Ka2(H2SO3)的代數(shù)關(guān)系式為K=___________；下列實驗操作一定能提高氧化鎂漿料吸收SO2效率的有___________(填序號)。A．水浴加熱氧化鎂漿料B．加快攪拌速率C．降低通入SO2氣體的速率D．通過多孔球泡向氧化鎂漿料中通SO2(2)在催化劑作用下MgSO3被O2氧化為MgSO4。已知MgSO3的溶解度為0.57g(20℃)，O2氧化溶液中SO32-的離子方程式為___________；在其他條件相同時，以負(fù)載鈷的分子篩為催化劑，漿料中MgSO3被O2氧化的速率隨pH的變化如題圖甲所示。在pH=6~8范圍內(nèi)，pH增大，漿料中MgSO3的氧化速率增大，其主要原因是___________。(3)制取MgSO4·H2O晶體。在如題圖乙所示的實驗裝置中，攪拌下，使一定量的MgSO3漿料與H2SO4溶液充分反應(yīng)。MgSO3漿料與H2SO4溶液的加料方式是___________；補(bǔ)充完整制取MgSO4·H2O晶體的實驗方案：向含有少量Fe3+、Al3+的MgSO4溶液中，___________。(已知：Fe3+、Al3+在pH時完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀；室溫下從MgSO4飽和溶液中結(jié)晶出MgSO4·7H2O，MgSO4·7H2O在150~170℃下干燥得到MgSO4·H2O，實驗中需要使用MgO粉末)2．(2016·全國Ⅲ卷，27)煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大氣，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝，回答下列問題：(1)NaClO2的化學(xué)名稱為_______。(2)在鼓泡反應(yīng)器中通入含有含有SO2和NOx的煙氣，反應(yīng)溫度為323K，NaClO2溶液濃度為5×10?3mol·L?1。反應(yīng)一段時間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表。離子SO42?SO32?NO3?NO2?Cl?c/(mol·L?1)8.35×10?46.87×10?61.5×10?41.2×10?53.4×10?3①寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應(yīng)的離子方程式__________________________________。增加壓強(qiáng)，NO的轉(zhuǎn)化率______(填“提高”“不變”或“降低”)。②隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行，吸收劑溶液的pH逐漸______(填“提高”“不變”或“降低”)。③由實驗結(jié)果可知，脫硫反應(yīng)速率______脫硝反應(yīng)速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是___________。(3)在不同溫度下，NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中，SO2和NO的平衡分壓px如圖所示。①由圖分析可知，反應(yīng)溫度升高，脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均______________(填“增大”“不變”或“減小”)。②反應(yīng)ClO2?+2SO32?===2SO42?+Cl?的平衡常數(shù)K表達(dá)式為___________。(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到較好的煙氣脫硫效果。①從化學(xué)平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的有點(diǎn)是_______。②已知下列反應(yīng)：SO2(g)+2OH?(aq)===SO32?(aq)+H2O(l)ΔH1ClO?(aq)+SO32?(aq)===SO42?(aq)+Cl?(aq)ΔH2CaSO4(s)===Ca2+(aq)+SO42?(aq)ΔH3則反應(yīng)SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO?(aq)+2OH?(aq)===CaSO4(s)+H2O(l)+Cl?(aq)的ΔH=______。專題2重金屬污染處理1．(2023?湖南卷，9)處理某銅冶金污水(含)的部分流程如下：

已知：①溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的如下表所示：物質(zhì)開始沉淀1.94.26.23.5完全沉淀3.26.78.24.6②Ksp(S)=6.4×10－36，Ksp()=1.6×10－24。下列說法錯誤的是()A．“沉渣Ⅰ”中含有和B．Na2S溶液呈堿性，其主要原因是S2-+H2OHS-+OH-C．“沉淀池Ⅱ”中，當(dāng)和完全沉淀時，溶液中D．“出水”經(jīng)陰離子交換樹脂軟化處理后，可用作工業(yè)冷卻循環(huán)用水2．(2020?北京卷，16)用如圖方法回收廢舊CPU中的單質(zhì)Au(金)，Ag和Cu。已知：①濃硝酸不能單獨(dú)將Au溶解。②HAuCl4=H++AuCl(1)酸溶后經(jīng)____操作，將混合物分離。(2)濃、稀HNO3均可作酸溶試劑。溶解等量的Cu消耗HNO3的物質(zhì)的量不同，寫出消耗HNO3物質(zhì)的量少的反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________。(3)HNO3-NaCl與王水[V(濃硝酸)：V(濃鹽酸)=1：3溶金原理相同。①將溶金反應(yīng)的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整：Au+____NaCl+____HNO3=HAuCl4+____+____+____NaNO3②關(guān)于溶金的下列說法正確的是______________。A．用到了HNO3的氧化性B．王水中濃鹽酸的主要作用是增強(qiáng)溶液的酸性C．用濃鹽酸與NaNO3也可使Au溶解(4)若用Zn粉將溶液中的1molHAuCl4完全還原，則參加反應(yīng)的Zn的物質(zhì)的量是____mol。(5)用適當(dāng)濃度的鹽酸、NaCl溶液、氨水與鐵粉，可按照如圖方法從酸溶后的的溶液中回收Cu和Ag(圖中標(biāo)注的試劑和物質(zhì)均不同)。試劑1是______________，試劑2是______________。3．(2016·北京理綜，26)用零價鐵(Fe)去除水體中的硝酸鹽(NO3-)已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點(diǎn)之一。(1)Fe還原水體中NO3-的反應(yīng)原理如圖所示。①作負(fù)極的物質(zhì)是________。②正極的電極反應(yīng)式是_________。(2)將足量鐵粉投入水體中，經(jīng)24小時測定NO3—的去除率和pH，結(jié)果如下：初始pHpH=2.5pH=4.5NO3—的去除率接近100%＜50%24小時pH接近中性接近中性鐵的最終物質(zhì)形態(tài)pH=4.5時，NO3—的去除率低。其原因是________。(3)實驗發(fā)現(xiàn)：在初始pH=4.5的水體中投入足量鐵粉的同時，補(bǔ)充一定量的Fe2+可以明顯提高NO3—的去除率。對Fe2+的作用提出兩種假設(shè)：Ⅰ.Fe2+直接還原NO3—；Ⅱ.Fe2+破壞FeO(OH)氧化層。①做對比實驗，結(jié)果如右圖所示，可得到的結(jié)論是_______。②同位素示蹤法證實Fe2+能與FeO(OH)反應(yīng)生成Fe3O4。結(jié)合該反應(yīng)的離子方程式，解釋加入Fe2+提高NO3—去除率的原因：______。pH=4.5(其他條件相同)(4)其他條件與(2)相同，經(jīng)1小時測定NO3—的去除率和pH，結(jié)果如下：初始pHpH=2.5pH=4.5NO3—的去除率約10%約3%1小時pH接近中性接近中性與(2)中數(shù)據(jù)對比，解釋(2)中初始pH不同時，NO3—去除率和鐵的最終物質(zhì)形態(tài)不同的原因：__________。4．(2016·江蘇卷，19)鐵炭混合物(鐵屑和活性炭的混合物)、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。(1)鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池。將含有Cr2O72-的酸性廢水通過鐵炭混合物，在微電池正極上Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3＋，其電極反應(yīng)式為_____________。(2)在相同條件下，測量總質(zhì)量相同、鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的鐵炭混合物對水中Cu2+和Pb2+的去除率，結(jié)果如圖所示0。①當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時，也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+，其原因是__________。②當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%時，隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，Cu2+和Pb2+的去除率不升反降，其主要原因是_____________。(3)納米鐵粉可用于處理地下水中的污染物。①一定條件下，向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液，溶液中BH4-(B元素的化合價為+3)與Fe2+反應(yīng)生成納米鐵粉、H2和B(OH)4－，其離子方程式為。②納米鐵粉與水中NO3-反應(yīng)的離子方程式為4Fe+NO3-+10H+＝4Fe2++NH4++3H2O研究發(fā)現(xiàn)，若pH偏低將會導(dǎo)致NO3-的去除率下降，其原因是。③相同條件下，納米鐵粉去除不同水樣中NO3-的速率有較大差異(見右圖)，產(chǎn)生該差異的可能原因是。5．(2016·江蘇卷，19)鐵炭混合物(鐵屑和活性炭的混合物)、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。(1)鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池。將含有Cr2O72-的酸性廢水通過鐵炭混合物，在微電池正極上Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3＋，其電極反應(yīng)式為_____________。(2)在相同條件下，測量總質(zhì)量相同、鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的鐵炭混合物對水中Cu2+和Pb2+的去除率，結(jié)果如圖所示0。①當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時，也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+，其原因是__________。②當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%時，隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，Cu2+和Pb2+的去除率不升反降，其主要原因是_____________。(3)納米鐵粉可用于處理地下水中的污染物。①一定條件下，向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液，溶液中BH4-(B元素的化合價為+3)與Fe2+反應(yīng)生成納米鐵粉、H2和B(OH)4－，其離子方程式為。②納米鐵粉與水中NO3-反應(yīng)的離子方程式為4Fe+NO3-+10H+＝4Fe2++NH4++3H2O研究發(fā)現(xiàn)，若pH偏低將會導(dǎo)致NO3-的去除率下降，其原因是。③相同條件下，納米鐵粉去除不同水樣中NO3-的速率有較大差異(見右圖)，產(chǎn)生該差異的可能原因是。專題85工藝流程——污染處理載體考點(diǎn)十年考情(2015-2024)命題趨勢考點(diǎn)1氣體污染處理2023?江蘇卷、2016·全國Ⅲ卷環(huán)境污染是化工過程中一個嚴(yán)重的問題，對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成了嚴(yán)重的威脅，對化工過程中的環(huán)境污染進(jìn)行控制和治理是保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)。污染處理是化工流程中的重要載體，主要涉及“廢水、廢氣、廢渣”的來源，對環(huán)境的影響和處理原理。考點(diǎn)2重金屬污染處理2023?湖南卷、2020?北京卷、2016·北京理綜、2016·江蘇卷、2016·江蘇卷考點(diǎn)1氣體污染處理1．(2023?江蘇卷，16)實驗室模擬“鎂法工業(yè)煙氣脫硫”并制備MgSO4·H2O，其實驗過程可表示為(1)在攪拌下向氧化鎂漿料中勻速緩慢通入SO2氣體，生成MgSO3，反應(yīng)為Mg(OH)2+H2SO3=MgSO3+2H2O，其平衡常數(shù)K與Ksp[(Mg(OH)2)]、Ksp(MgSO3)、Ka1(H2SO3)、Ka2(H2SO3)的代數(shù)關(guān)系式為K=___________；下列實驗操作一定能提高氧化鎂漿料吸收SO2效率的有___________(填序號)。A．水浴加熱氧化鎂漿料B．加快攪拌速率C．降低通入SO2氣體的速率D．通過多孔球泡向氧化鎂漿料中通SO2(2)在催化劑作用下MgSO3被O2氧化為MgSO4。已知MgSO3的溶解度為0.57g(20℃)，O2氧化溶液中SO32-的離子方程式為___________；在其他條件相同時，以負(fù)載鈷的分子篩為催化劑，漿料中MgSO3被O2氧化的速率隨pH的變化如題圖甲所示。在pH=6~8范圍內(nèi)，pH增大，漿料中MgSO3的氧化速率增大，其主要原因是___________。(3)制取MgSO4·H2O晶體。在如題圖乙所示的實驗裝置中，攪拌下，使一定量的MgSO3漿料與H2SO4溶液充分反應(yīng)。MgSO3漿料與H2SO4溶液的加料方式是___________；補(bǔ)充完整制取MgSO4·H2O晶體的實驗方案：向含有少量Fe3+、Al3+的MgSO4溶液中，___________。(已知：Fe3+、Al3+在pH時完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀；室溫下從MgSO4飽和溶液中結(jié)晶出MgSO4·7H2O，MgSO4·7H2O在150~170℃下干燥得到MgSO4·H2O，實驗中需要使用MgO粉末)2．(2016·全國Ⅲ卷，27)煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大氣，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝，回答下列問題：(1)NaClO2的化學(xué)名稱為_______。(2)在鼓泡反應(yīng)器中通入含有含有SO2和NOx的煙氣，反應(yīng)溫度為323K，NaClO2溶液濃度為5×10?3mol·L?1。反應(yīng)一段時間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表。離子SO42?SO32?NO3?NO2?Cl?c/(mol·L?1)8.35×10?46.87×10?61.5×10?41.2×10?53.4×10?3①寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應(yīng)的離子方程式__________________________________。增加壓強(qiáng)，NO的轉(zhuǎn)化率______(填“提高”“不變”或“降低”)。②隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行，吸收劑溶液的pH逐漸______(填“提高”“不變”或“降低”)。③由實驗結(jié)果可知，脫硫反應(yīng)速率______脫硝反應(yīng)速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是___________。(3)在不同溫度下，NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中，SO2和NO的平衡分壓px如圖所示。①由圖分析可知，反應(yīng)溫度升高，脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均______________(填“增大”“不變”或“減小”)。②反應(yīng)ClO2?+2SO32?===2SO42?+Cl?的平衡常數(shù)K表達(dá)式為___________。(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到較好的煙氣脫硫效果。①從化學(xué)平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的有點(diǎn)是_______。②已知下列反應(yīng)：SO2(g)+2OH?(aq)===SO32?(aq)+H2O(l)ΔH1ClO?(aq)+SO32?(aq)===SO42?(aq)+Cl?(aq)ΔH2CaSO4(s)===Ca2+(aq)+SO42?(aq)ΔH3則反應(yīng)SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO?(aq)+2OH?(aq)===CaSO4(s)+H2O(l)+Cl?(aq)的ΔH=______。專題2重金屬污染處理1．(2023?湖南卷，9)處理某銅冶金污水(含)的部分流程如下：

已知：①溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的如下表所示：物質(zhì)開始沉淀1.94.26.23.5完全沉淀3.26.78.24.6②Ksp(S)=6.4×10－36，Ksp()=1.6×10－24。下列說法錯誤的是()A．“沉渣Ⅰ”中含有和B．Na2S溶液呈堿性，其主要原因是S2-+H2OHS-+OH-C．“沉淀池Ⅱ”中，當(dāng)和完全沉淀時，溶液中D．“出水”經(jīng)陰離子交換樹脂軟化處理后，可用作工業(yè)冷卻循環(huán)用水2．(2020?北京卷，16)用如圖方法回收廢舊CPU中的單質(zhì)Au(金)，Ag和Cu。已知：①濃硝酸不能單獨(dú)將Au溶解。②HAuCl4=H++AuCl(1)酸溶后經(jīng)____操作，將混合物分離。(2)濃、稀HNO3均可作酸溶試劑。溶解等量的Cu消耗HNO3的物質(zhì)的量不同，寫出消耗HNO3物質(zhì)的量少的反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________。(3)HNO3-NaCl與王水[V(濃硝酸)：V(濃鹽酸)=1：3溶金原理相同。①將溶金反應(yīng)的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整：Au+____NaCl+____HNO3=HAuCl4+____+____+____NaNO3②關(guān)于溶金的下列說法正確的是______________。A．用到了HNO3的氧化性B．王水中濃鹽酸的主要作用是增強(qiáng)溶液的酸性C．用濃鹽酸與NaNO3也可使Au溶解(4)若用Zn粉將溶液中的1molHAuCl4完全還原，則參加反應(yīng)的Zn的物質(zhì)的量是____mol。(5)用適當(dāng)濃度的鹽酸、NaCl溶液、氨水與鐵粉，可按照如圖方法從酸溶后的的溶液中回收Cu和Ag(圖中標(biāo)注的試劑和物質(zhì)均不同)。試劑1是______________，試劑2是______________。3．(2016·北京理綜，26)用零價鐵(Fe)去除水體中的硝酸鹽(NO3-)已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點(diǎn)之一。(1)Fe還原水體中NO3-的反應(yīng)原理如圖所示。①作負(fù)極的物質(zhì)是________。②正極的電極反應(yīng)式是_________。(2)將足量鐵粉投入水體中，經(jīng)24小時測定NO3—的去除率和pH，結(jié)果如下：初始pHpH=2.5pH=4.5NO3—的去除率接近100%＜50%24小時pH接近中性接近中性鐵的最終物質(zhì)形態(tài)pH=4.5時，NO3—的去除率低。其原因是________。(3)實驗發(fā)現(xiàn)：在初始pH=4.5的水體中投入足量鐵粉的同時，補(bǔ)充一定量的Fe2+可以明顯提高NO3—的去除率。對Fe2+的作用提出兩種假設(shè)：Ⅰ.Fe2+直接還原NO3—；Ⅱ.Fe2+破壞FeO(OH)氧化層。①做對比實驗，結(jié)果如右圖所示，可得到的結(jié)論是_______。②同位素示蹤法證實Fe2+能與FeO(OH)反應(yīng)生成Fe3O4。結(jié)合該反應(yīng)的離子方程式，解釋加入Fe2+提高NO3—去除率的原因：______。pH=4.5(其他條件相同)(4)其他條件與(2)相同，經(jīng)1小時測定NO3—的去除率和pH，結(jié)果如下：初始pHpH=2.5pH=4.5NO3—的去除率約10%約3%1小時pH接近中性接近中性與(2)中數(shù)據(jù)對比，解釋(2)中初始pH不同時，NO3—去除率和鐵的最終物質(zhì)形態(tài)不同的原因：__________。4．(2016·江蘇卷，19)鐵炭混合物(鐵屑和活性炭的混合物)、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。(1)鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池。將含有Cr2O72-的酸性廢水通過鐵炭混合物，在微電池正極上Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3＋，其電極反應(yīng)式為_____________。(2)在相同條件下，測量總質(zhì)量相同、鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的鐵炭混合物對水中Cu2+和Pb2+的去除率，結(jié)果如圖所示0。①當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時，也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+，其原因是__________。②當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%時，隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，Cu2+和Pb2+的去除率不升反降，其主要原因是_____________。(3)納米鐵粉