金属的回收与环境、资源保护试题及答案-高中化学-云返教育

水中的某些重金属污染物又可以被微生物转化为新的重金属化合物，使水的污染程度加重．例如，水中的氯化汞会发生下列变化：HgCl₂+CH₄
微生物

CH₃HgCl+HCl．下列说法中不正确的是（　　）

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类型： 单选题 难度系数：中
随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（　　）

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类型： 单选题 难度系数：中
化学与科学．技术．社会．环境和生活密切相关．下列有关说法中不正确的是（　　）

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类型： 单选题 难度系数：中
从经济效益和环境保护考虑，大量制取硝酸铜最宜采用的方法是（　　）

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类型： 单选题 难度系数：中
通常废旧电池中含有对环境有害的金属，所以提倡使用绿色电池，绿色电池不可能含有的金属是

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类型： 单选题 难度系数：中
某工厂排出的废水经检验pH＜7，并含有较多的Cu²⁺，它们对人体、牲畜和农作物都有害，从回收利用和环境保护的角度考虑，切合实际的合理方案是加入（　　）

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类型： 单选题 难度系数：中
废电池必须集中处理的首要原因是

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类型： 单选题 难度系数：中
随着人们生活质量的不断提高，废旧电池必须进行集中处理的问题被提到了政府的议事日程，其主要原因是

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类型： 单选题 难度系数：中
最近我国学者发现，以精CuFeS₂矿为原料在沸腾炉中和O₂（空气）反应，生成物冷却后经溶解、除铁、结晶，得到CuSO₄?5H₂O．实验结果如下下列关于这一过程的叙述错误的是（　　）
沸腾炉炉度/℃ 560 580 600 620 640 660
生成物水溶性Cu% 90.12 91.24 93.50 92.38 89.96 84.23
酸溶性Cu% 92.00 93.60 97.08 97.82 98.16 98.19
酸溶性Fe% 8.56 6.72 3.46 2.78 2.37 2.28

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类型： 单选题 难度系数：中
工业上常以赤铁矿石（主要成分为Fe₂O₃）和焦炭为主要原料，在高温下炼铁．焦炭产生CO的反应是：
C+O₂CO₂； C+CO₂2CO
（1）CO还原赤铁矿的化学方程式是
（2）下列说法正确的是　
a．为使赤铁矿石充分燃烧，需将其粉碎
b．足量的空气能提高炼铁反应速率
c．与生铁相比较，纯铁转化为“铁水”的温度低
（3）生铁的用途很多，某电镀厂用生铁将废水中的Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺，流程图1：

①气体A是　
②在上述酸性溶液中，生铁比纯铁产生Fe²⁺的速率快，原因是　
③将Cr³⁺转化为Cr（OH）₃的离子方程式是　
（4）电解法将一定浓度的酸性废水中的Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺，其原理示意图2：
①阳极附近溶液中Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺的离子方程式是　
②一段时间后，试管底部出现沉淀．解释生成沉淀的原因：　．

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类型： 解答题 难度系数：中
废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生，并减少污染．废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末．
（1）下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中，不符合环境保护理念的是（填字母）．
A．热裂解形成燃油 B．露天焚烧
C．作为有机复合建筑材料的原料 D．直接填埋
（2）用H₂O₂和H₂SO₄的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜．已知：Cu（s）+2H⁺（aq）═Cu²⁺（aq）+H₂（g）H=64.39KJ?mol^-12H₂O₂（l）═2H₂O（l）+O₂（g）H=-196.46KJ?mol^-1═H₂O（l）H=-285.84KJ?mol^-1
在H₂SO₄溶液中Cu与H₂O₂反应生成Cu²⁺和H₂O的热化学方程式为　．
（3）控制其他条件相同，印刷电路板的金属粉末用10%H₂O₂和3.0mol?L^-1H₂SO₄的混合溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）．
温度（℃） 20 30 40 50 60 70 80
铜平均溶解速率
7.34 8.01 9.25 7.98 7.24 6.73 5.76
当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降，其主要原因是　．
（4）在提纯后的CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀．制备CuCl的离子方程式是　．

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类型： 解答题 难度系数：中
某河道两旁有甲乙两厂．它们排放的工业废水中，共含K⁺、Ag⁺、Fe³⁺、Cl^--、OH^-、NO₃^-六种离子，已知甲厂的废水明显呈碱性．
（1）甲厂废水中所含的三种离子是．
（2）如果加一定量　（选填：活性炭、铁粉），可以回收其中的金属　（填写金属元素符号）．
（3）将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可以使废水中的某些离子转化为沉淀，转化为沉淀的离子分别为　（填写离子符号）．经过滤后的废水主要含　（填化学式），可用来浇灌农田．

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类型： 解答题 难度系数：中
Ⅰ污水经过一级、二级处理后，还含有少量Cu²⁺、Hg²⁺、Pb²⁺等重金属离子，可加入沉淀剂使其沉淀．下列物质不能作为沉淀剂的是
A．氨水 B．硫化氢气体
C．硫酸钠溶液 D．纯碱溶液
Ⅱ合成氨的流程示意图如下：

回答下列问题：
（1）工业合成氨的原料是氮气和氢气．氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是　，　；氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式　，　；
（2）设备A中含有电加热器、触煤和热交换器，设备A的名称　，其中发生的化学反应方程式为　；
（3）设备B的名称　，其中m和n是两个通水口，入水口是　（填“m”或“n”）．不宜从相反方向通水的原因　；
（4）设备C的作用　；
（5）在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过如下反应来实现：
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化超过90%，则起始物中c（H₂O）：c（CO）不低于　．

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类型： 解答题 难度系数：中
已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质（与酸不不反应）．某化学兴趣小组在实验室条件下用以硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜的提纯，并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定．
步骤一：电解精制：
请回答以下问题：
Ⅰ．电解时，粗铜应与电源的极相连．阴极上的电极反应式为　
电解过程中，硫酸铜的浓度会变小，原因是锌，铁与硫酸铜发生置换反应．
步骤二：电解完成后，该小组同学按以下流程对电解液进行处理：

（1）阳极泥的综合利用：
Ⅱ．稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液，请你写出该步反应的化学方程式：　
残渣含有极少量的黄金，如何回收金，他们查阅了有关资料，了解到了一些有关金的知识，以下是他们获取的一些极其重要的信息：
序号反应平衡常数①Au+6HNO₃（浓）?Au（NO₃）₃+3NO₂+3H₂O＜＜1②Au³⁺+4Cl^-?AuCl₄^-＞＞1Ⅲ．从平衡常数的大小可知，金很难与硝酸反应，但却可溶于王水（浓硝酸与盐酸按体积比1：3的混合物），请你简要解释金能够溶于王水的原因：　
（2）滤液含量的测定：
以下是该小组探究滤液的一个实验流程：

Ⅳ．则100mL滤液中Cu²⁺的浓度为　 mol?L^-1，
Ⅴ．则100mL滤液中Fe²⁺的浓度为　 mol?L^-1．

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类型： 解答题 难度系数：中
镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni（OH）₂、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成．由于电池使用后电极材料对环境有危害．某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：

已知：①NiCl₂易溶于水，Fe³⁺不能氧化Ni²⁺．
②已知实验温度时的溶解度：NiC₂O₄＞NiC₂O₄?H₂O＞NiC₂O₄?2H₂O
③某温度下一些金属氢氧化物的K_sp及沉淀析出的理论pH如下表所示：
M（OH）_nK_sppH开始沉淀沉淀完全Al（OH）₃1.9×10^-233.44.2Fe（OH）₃3.8×10^-382.52.9Ni（OH）₂1.6×10^-147.69.8回答下列问题：
（1）用NiO调节溶液的pH，依次析出沉淀Ⅰ 和沉淀Ⅱ　（填化学式）．
（2）写出加入Na₂C₂O₄溶液的反应的化学方程式：　．
（3）检验电解滤液时阳极产生的气体的方法：　．
（4）写出“氧化”反应的离子方程式：　．
（5）如何检验Ni（OH）₃已洗涤干净？　．

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类型： 解答题 难度系数：中
从含镍废催化剂中可回收镍，其流程如下：

某油脂化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质（3.3%）．部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下：
沉淀物Al（OH）₃Fe（OH）₃Fe（OH）₂Ni（OH）₂pH5.23.29.79.2回答下列问题：
（1）“碱浸”的目的是除去．
（2）“酸浸”时所加入的酸是　（填化学式）．酸浸后，滤液②中可能含有的金属离子是　．
（3）“调pH为2～3”的目的是　．
（4）产品晶体中有时会混有少量绿矾，可能是由于生产过程中　．
（5）NiSO₄在强碱溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料--NiOOH．该反应的离子方程式是　．

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类型： 解答题 难度系数：中
电镀含铬废水的处理方法较多．
Ⅰ．某工业废水中主要含有Cr³⁺，同时还含有少量的Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺和Al³⁺等，且酸性较强．为回收利用，通常采用如下流程处理：

已知：
（1）Cr（OH）₃NaCrO₂Na₂CrO₄Na₂Cr₂O₇
（2）Cu（OH）₂能溶于氨水：Cu（OH）₂+4NH₃?H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O
请回答：（1）操作Ⅰ的名称，上述操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相同，进行该实验操作所需要的主要玻璃仪器除烧杯、漏斗外，还有　．
（2）滤渣Ⅰ的主要成分为　（写化学式），试剂乙的名称　．
（3）加入试剂甲的目的　．
（4）废水处理流程中生成滤渣Ⅲ的离子方程式_：　．
Ⅱ．酸性条件下，六价铬主要以Cr₂O₇^2-形式存在．工业上用以下方法处理处理含Cr₂O₇^2-的废水：①往废水中加入适量的NaCl，搅拌均匀；②用Fe为电极进行电解，经过一段时间，最后有Cr（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀产生；③过滤回收沉淀，废水达到排放标准．
（5）电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？　（填“能”或“不能”），理由是　．
（6）已知某含Cr₂O₇^2-的酸性工业废水中铬元素的含量为104.5mg/L，处理后铬元素最高允许排放浓度为0.5mg/L．处理该废水1000m³并达到排放标准，至少消耗铁的质量为　 kg．

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类型： 解答题 难度系数：中
锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用．某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO₂）、导电剂乙炔黑和铝箔等．充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi⁺+xe^-═Li_xC₆．现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）．

回答下列问题：
（1）LiCoO₂中，Co元素的化合价为．
（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式　．
（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式　 Li₂SO₄+2CoSO₄+O₂↑+4H₂O
2H₂O₂2H₂O+O₂↑

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类型： 解答题 难度系数：中
电镀废水、废渣的处理和综合利用体现了绿色化学的思想．
Ⅰ．含铬电镀废水的处理可采用以下方法：
（1）电解法．往废水中加入适量氯化钠，以铁为电极进行电解，电解过程中，阳极的电极反应式为．
（2）沉淀法．含铬废水中存在平衡：Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺．往废水中加入BaCl₂，铬元素转化为铬酸钡（BaCrO₄）沉淀，此过程中，还应加入NaOH，理由是　．
Ⅱ．某工厂利用富含镍（Ni）的电镀废渣（含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质）制备NiSO₄?6H₂O．其生产流程如图所示：
（3）步骤①中加入H₂SO₄后，需充分搅拌的目的是　．
（4）步骤③中，在酸性条件下，H₂O₂使Fe²⁺转化为Fe³⁺的离子方程式为　．
（5）已知：ⅰ．Ksp[Fe（OH）₃]=2.5×10^-39、Ksp[Cr（OH）₃]=6.3×10^-31；ⅱ．溶液中离子浓度小于10^-5mol?L^-1时，可视为沉淀完全．25℃时，若沉淀E为Fe（OH）₃和Cr（OH）₃，步骤④中，应控制溶液的pH不小于　．（提示：lg2.5×10^-39=-38.6，lg6.5×10^-31=-30.2）
（6）溶液C中溶质的主要成分是　．

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类型： 解答题 难度系数：中
（2011?湖南模拟）某工厂用软锰矿（含MnO₂约70%及少量Al₂O₃）和闪锌矿（古ZnS约80%及少量FeS）共同生产MnO₂和Zn（干电池原料）生产工艺如下：
已知：①A是MnSO₄、ZnSO₄、Fe₂（SO₄）₃、Al₂（SO₄）₃的混合液．
②IV中的电解反应式为：MnSO₄+ZnSO₄+2H₂O═MnO₂+Zn+2H₂SO₄（1）A中属于还原产物的是          ．
（2）Ⅱ中加入MnCO₃、Zn₂（OH）₂CO₃的作用是          ；
Ⅱ需要加热的原因是          ；C的化学式是          ．
（3）该生产中除得到MnO₂和Zn以外，还可得到的副产品是          ．
（4）如果不考虑生产中的损耗，除矿石外，需购买的化工原料是          ．
（5）从生产MnO₂和Zn的角度计算，软锰矿和闪锌矿的质量比大约是          ．

答案解析

类型： 填空题     难度系数：难

高中化学金属的回收与环境、资源保护分页列表

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沸腾炉炉度/℃		560	580	600	620	640	660
生成物	水溶性Cu%	90.12	91.24	93.50	92.38	89.96	84.23
	酸溶性Cu%	92.00	93.60	97.08	97.82	98.16	98.19
	酸溶性Fe%	8.56	6.72	3.46	2.78	2.37	2.28

温度（℃）	20	30	40	50	60	70	80
铜平均溶解速率	7.34	8.01	9.25	7.98	7.24	6.73	5.76