题目内容
12.阅读下面科普短文(原文作者:李强、汪印等,有删改)多孔活性炭具有较好的吸附性能,是一种优良的催化剂载体材料,广泛应用于各行各业,其生产一直以煤、竹子、木材等宝贵资源为原料.随着可持续发展理念的不断深入,越来越多的研究者尝试以清洁廉价的资源作为原料(如白酒糟),制备多孔活性炭.
白酒糟是酿酒过程的副产物,富含纤维素[(C6H10O5)n].以白酒糟为原料生产多孔活性炭的过程主要包括干燥、炭化、活化三步.炭化过程是将干燥的白酒糟在充满氮气的环境中,加热至650℃,将其中的纤维素转化为炭质原料(主要成分为单质碳).活化过程是以水蒸气或CO2为活化剂,在一定条件下使其在炭质原料内部发生反应,生成气体,形成孔隙结构,制备多孔活性炭.以CO2为活化剂时,发生的化学反应如下:
C+CO2═2CO
也有研究者在其他条件相同的情况下,通过实验测定所得多孔活性炭对碘的吸附值与水蒸气、CO2用量的关系分别如图1、2所示.
尽管以白酒糟为原料,制备多孔活性炭材料的技术仍有许多问题有待于进一步探索、解决,但已有研究为富含纤维素工业残渣的利用提供了可能途径.
依据文章内容,回答下列问题.
(1)以白酒糟为原料制备多孔活性炭的优点是白酒糟是清洁廉价的资源,能够变废为宝.
(2)炭化过程中,需将干燥的白酒糟置于氮气环境中,理由是防止白酒糟与氧气反应.
(3)水蒸气与炭质原料在高温条件下发生置换反应,可生成一氧化碳.该反应的化学方程式为C+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H2.
(4)下列说法正确的是AB(填字母序号).
A.白酒糟富含纤维素
B.多孔活性炭可用于净水
C.水蒸气用量越多,制得的多孔活性炭的吸附性能越好
(5)由图1、图2数据可知,为了达到最佳吸附效果,应选用的活化剂是水蒸气(填“水蒸气”或“CO2”).
分析 (1)白酒糟是清洁廉价的资源,用来制备多孔活性炭时,能够实现变废为宝;
(2)炭化过程中,需将干燥的白酒糟置于氮气环境中,能够防止白酒糟和空气中的氧气反应;
(3)根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式;
(4)白酒糟富含纤维素,多孔活性炭可用于净水;
由图1可知,不是水蒸气用量越多,制得的多孔活性炭的吸附性能越好;
(5)由图1、图2数据可以判断相关方面的问题.
解答 解:(1)白酒糟是清洁廉价的资源,用来制备多孔活性炭时,能够实现变废为宝.
故填:白酒糟是清洁廉价的资源,能够变废为宝.
(2)炭化过程中,需将干燥的白酒糟置于氮气环境中,理由是防止白酒糟与氧气反应.
故填:防止白酒糟与氧气反应.
(3)水蒸气与炭质原料在高温条件下发生置换反应,可生成一氧化碳,该反应的化学方程式为:C+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H2.
故填:C+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H2.
(4)A.白酒糟富含纤维素,该选项说法正确;
B.多孔活性炭具有吸附性,可用于净水,该选项说法正确;
C.由图1可知,不是水蒸气用量越多,制得的多孔活性炭的吸附性能越好,该选项说法不正确.
故选:AB.
(5)由图1、图2数据可知,为了达到最佳吸附效果,应选用的活化剂是水蒸气,这是因为水蒸气作活化剂时,对碘的吸附值最高能够达到440mg/g,而二氧化碳作活化剂时,对碘的吸附值最高能够达到404mg/g.
故填:水蒸气.
点评 本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论.
练习册系列答案
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17.草酸镍晶体(NiC2O4•2H2O)可用于制镍催化剂.某小组用废镍催化剂(成分为Fe2O3、Ni、Fe、SiO2等)制备草酸镍晶体的部分实验流程如图1:

已知:①Ni能和稀H2SO4反应.
②相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表
③H2O2能将Fe2+氧化为Fe3+
(1)废镍催化剂“粉碎”的目的是增大与硫酸的接触面积,加快反应速率.
(2)保持其他条件相同,在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”,镍浸出率随时间变化如图2,“酸浸”的适宜温度与时间分别为C(填字母).
A.30℃、30min B.90℃、150min C.70℃、120min D.90℃、120min
(3)“酸浸”中发生的复分解反应方程式为Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O.
(4)“浸出液”得到“溶液x”过程中,加入试剂先后顺序是A(填字母)
A.先加H2O2溶液,再加NaOH溶液 B.先加NaOH溶液,再加H2O2溶液
加NaOH溶液调节pH3.2~6.7(填范围),充分反应后得到滤渣的操作是过滤,该操作中所用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗.
(5)将“沉镍”工序:①主要过程为:蒸发浓缩、降温结晶、过滤,所得固体用75%乙醇洗涤、110℃下烘干,得草酸镍晶体.
②用75%乙醇洗涤的目的是洗去杂质、减少草酸镍晶体的损失;
③烘干温度不超过110℃的原因是防止草酸镍失去结晶水.
已知:①Ni能和稀H2SO4反应.
②相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表
| 金属离子 | 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
| Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
| Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
| Ni2+ | 6.7 | 9.5 |
(1)废镍催化剂“粉碎”的目的是增大与硫酸的接触面积,加快反应速率.
(2)保持其他条件相同,在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”,镍浸出率随时间变化如图2,“酸浸”的适宜温度与时间分别为C(填字母).
A.30℃、30min B.90℃、150min C.70℃、120min D.90℃、120min
(3)“酸浸”中发生的复分解反应方程式为Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O.
(4)“浸出液”得到“溶液x”过程中,加入试剂先后顺序是A(填字母)
A.先加H2O2溶液,再加NaOH溶液 B.先加NaOH溶液,再加H2O2溶液
加NaOH溶液调节pH3.2~6.7(填范围),充分反应后得到滤渣的操作是过滤,该操作中所用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗.
(5)将“沉镍”工序:①主要过程为:蒸发浓缩、降温结晶、过滤,所得固体用75%乙醇洗涤、110℃下烘干,得草酸镍晶体.
②用75%乙醇洗涤的目的是洗去杂质、减少草酸镍晶体的损失;
③烘干温度不超过110℃的原因是防止草酸镍失去结晶水.
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