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石墨电极上的电极反应式是 。

16.(11分))CO2、氮氧化物是导致环境问题的重要因素。但它们作为一类资源,开发和利用的前景十分诱人。 (1)CO2的吸收与利用:

①利用太阳能,以CO2为原料制取炭黑的流程如下图所示。过程2的化学方程式是 。

②2017年,我国中科院科学家通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂,成功实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油。该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。 已知:H2 (g)+O2 (g) === H2O(l) ΔH = —285.8 kJ/mol C8H18(l)+O2(g) === 8CO2(g)+9H2O(l) ΔH = —5518 kJ/mol

25℃、101kPa条件下,CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)和液态水的热化学方程式是 。 ③已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理是

2CO2(g)+6H2(g)

C2H5OH(g)+3H2O(g) △H =—173.6 kJ/mol

下图是起始投料不同时,CO2的平衡转化率随温度的变化关系,m为起始时的投料比,即m=

n(H2)。m1、m2、m3

n(CO2)投料比从大到小的顺序为 ,理由是 。

(3)氮氧化物的吸收与利用:

①COA脱硝技术:采用NaClO2溶液作为吸收剂可对烟气进行脱硝。323K下,向足量碱性NaClO2溶液中通入含NO的烟气,充分反应后,溶液中离子浓度的分析结果如下表:

离子 c/(mol/L) NO3 2.0×10 -4-NO2 1.0×10 -4-Cl 1.75×10 -4-依据表中数据, NaClO2溶液脱硝过程中发生总反应的离子方程式是 。

②液相吸收还原法:利用亚硫酸铵做还原剂,还原氮氧化物获得产品之一是硫酸铵,可进一步回收利用。亚硫酸铵与氮氧化物(NO与NO21:1)反应的化学方程式是 。

17.(13分)姜黄素是食品加工常用的着色剂,同时具有抗肿瘤、抗炎和抗氧化活性作用,其合成路线如下图所示:

已知:

I.姜黄素的结构简式为:

催化剂

RR1II.ROH+R'OBrOOR'+OHBr (R和R,为烃基)

R1和R2为烃基

+R2CCH3碱III.R1CHCHCHCR2+ H2O(1)芳香族化合物A的分子式为C6H6O,能与饱和溴水生成白色沉淀,A的结构简式是 ,A→B的反应类型

是 。

(2)D能够发生银镜反应,C→D引入的官能团的名称是 。

(3)选用必要的无机试剂由B合成C,写出合成路线(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试

剂和反应条件)。 (4)E→F的化学方程式是 。

O(5)G含有官能团

C,且核磁共振氢谱显示只有一种氢原子,它与酯类化合物I

一定条件下生成H,G与I反应的化学方程式 。

18.(12分)锂离子电池已被人们广泛使用,对其高效回收利用具有重要意义。某锂离子电池正极是涂覆在铝箔上的活性物质LiCoO2。利用该种废旧锂离子电池正极材料制备Co3O4的工艺流程如下:

已知:①CoC2O4?2H2O微溶于水,它的溶解度随温度升高而逐渐增大,且能与过量的C2O4离子生成Co(C2O4)n

溶解。

②浸出液A含有大量Co、Li及少量Fe、Al、Cu金属离子。

(1)在过程①中,用NaOH溶液溶解铝箔时离子反应方程式为 。 (2)在过程②中,难溶于水的LiCoO2转化为Co的离子反应方程式为 。

此过程中也可用浓盐酸代替H2SO4和H2O2的混合溶液,但缺点是:除了浓盐酸具有挥发性,利用率降低以外,更为主要的是 。

(3)在过程③中,将浸出液A适当稀释加入碱后,不同pH下金属离子的去除效果如图所示。该过程加碱调节pH在

5.5~6.0的理由是 。

2+

2+

+

3+

3+

2+

2-2(n-1)-

(4)在过程④中,(NH4)2C2O4的加入量(图a)、沉淀反应的温度(图b)与钴的沉淀率关系如下图所示:

2-2+

①用化学用语和适当的文字说明:随n(C2O4):n(Co)比值的增加,钴的沉淀率先逐渐增大后又逐渐减小的原因 。

②沉淀反应时间为10min,温度在40~50℃以下时,随温度升高而钴的沉淀率升高的可能原因是 。 (5)在过程⑤中,在空气中加热到290~320℃,CoC2O4?2H2O转化为Co3O4的化学反应方程式为 。 19.(13分)某化学小组欲探究外界因素对过氧化氢分解速率的影响,设计如下实验: (1)

实验编号 实验操作 实验现象 Ⅰ 取两支大小相同的试管A、B,各加入2 mL 5% H2O2溶液,分别滴入2滴0.1mol/LFeCl3溶液,待试管中均有适量气泡出现时,将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中;将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中。 试管A中有少量气泡; 试管B中产生大量气泡。 由实验Ⅰ可以得到的结论是 。 (2)该小组同学查阅资料:FeCl3溶液和CuCl2溶液都能对H2O2分解起催化作用,起作用的微粒分别是Fe和Cu,且

Fe比Cu催化效果更好。设计实验Ⅱ证实这种说法的正确性。 实验编号 Ⅱ 产生气泡情况 试管 盛装试剂 滴加试剂 甲 10 mL5%H2O2 5滴0.1mol/LFeCl3 较快产生细小气泡 缓慢产生细小气泡 乙 10 mL 5%H2O2 丙 10 mL 5%H2O2 5滴0.3mol/L NaCl 无气泡产生 试管乙中滴加的试剂是 ,试管丙的目的是 。 (3)该小组有同学提出,FeCl3溶液和CuCl2溶液酸性不同,溶液的

3+

2+

3+

2+

酸碱性H2O2分解速率也有影响。设计实验Ⅲ探究溶液的酸碱性对H2O2分解速率的影响。 实验编号 Ⅲ 试管 盛装试剂 滴加试剂 x 2mL 5% H2O2 4滴水+ 5滴0.1mol/LFeCl3 y 2mL 5% H2O2 2滴1mol/L盐酸+2滴水+5滴0.1mol/LFeCl3 产生气泡 较快产生细小气泡 由实验Ⅲ可以得出的结论是 。

(4)该小组同学对实验中Fe催化H2O2分解反应的机理产生了兴趣。查阅资料:Fe催化H2O2分解反应时发生了两步

氧化还原反应:

ⅰ.2Fe+H2O2=2Fe+O2↑+2H ⅱ.……

①ii的离子方程式是 。

②该小组同学利用下列实验方案了证实上述催化过程。请将实验方案补充完整。

a.取2 mL 5%H2O2溶液于试管中,滴加5滴0.1mol/L FeCl3溶液,充分振荡,迅速产生气泡, 。 b.另取2mL 5%H2O2溶液于试管中,滴加5滴0.1mol/L FeCl3溶液,充分振荡,滴加几滴KSCN溶液,变为红色,振荡,红色褪去,溶液继续放出无色气体。

③对于实验b中溶液红色褪去的原因,该小组同学认为可能是H2O2氧化了SCN而导致,他们取少量褪色溶液于试管中, ,生成白色沉淀,证实了猜想成立。

综合上述实验,该小组同学得出结论:影响H2O2分解的外界因素有 。

-3+

2+

+

3+

3+

z 2 mL 5% H2O2 4滴1mol/L盐酸 +5滴0.1 mol/L FeCl3 无气泡产生 缓慢产生细小气泡