工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害,必須進(jìn)行處理。常用的處理方法有兩種。
方法1:還原沉淀法。該法的工藝流程為CrO42-Cr2O72-Cr3Cr(OH)3
其中第①步存在平衡:2CrO42- (黃色)+2HCr2O72- (橙色)+H2O
(1)若平衡體系的pH=2,該溶液顯________色。
(2)能說明第①步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是__________。
a.Cr2O72-和CrO42-的濃度相同 
b.2v(Cr2O72-)=v(CrO42-
c.溶液的顏色不變
(3)第②步中,還原1 mol Cr2O72-離子,需要________mol的FeSO4·7H2O。
(4)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s) Cr3(aq)+3OH(aq),常溫下,Cr(OH)3的溶度積Ksp=c(Cr3)·c3(OH)=10-32,要使c(Cr3)降至10-5mol/L,溶液的pH應(yīng)調(diào)至_______。
方法2:電解法。該法用Fe做電極電解含Cr2O72-的酸性廢水,隨著電解進(jìn)行,在陰極附近溶液pH升高,產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀。
(5)用Fe做電極的原因為__________________。
(6)在陰極附近溶液pH升高的原因是(用電極反應(yīng)解釋)_________________________________。溶液中同時生成的沉淀還有__________。

(11分)(1)橙 (1分)(2)c  (1分) (3)6  (2分)(4)5  (2分)
(5)陽極反應(yīng)為Fe-2e=Fe2,提供還原劑Fe2+ 2分 (6)2H+2e=H2↑ ,F(xiàn)e(OH)3     (3分)

解析試題分析:(1)若平衡體系的pH=2,這說明溶液顯酸性,氫離子濃度增大,因此平衡正反應(yīng)方向移動,所以該溶液顯橙色。
(2)在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(但不為0),反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài),稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。平衡時各種物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化,但各種物質(zhì)的濃度之間不一定滿足某種關(guān)系,a不能說明;速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比,因此b中的關(guān)系始終是成立,不能說明,b不正確;顏色的深淺和濃度有關(guān)系,因此當(dāng)溶液有色不再發(fā)生變化時,可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),c正確,答案選c。
(3)在反應(yīng)②中Cr元素的化合價從+6價降低到+3價,得到3個電子。鐵元素的化合價從+2價升高到+3價,上去1個電子,則根據(jù)電子得失守恒可知n(Cr2O72-)×6=n(FeSO4?7H2O)×1,解得n(FeSO4?7H2O)=6mol。
(4)根據(jù)溶度積常數(shù)的表達(dá)式Ksp=c(Cr3+)·c3(OH)=10-32可知,當(dāng)溶液中c(Cr3+)=10-5mol/L時,溶液的c(OH-)==10-9 mol/L,因此c(H+)==10-5mol/L,所以pH=5,即要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH應(yīng)調(diào)至5。
(5) Cr2O72要生成Cr(OH)3沉淀,必需有還原劑,而鐵做電極時,在陽極上可以失去電子產(chǎn)生Fe2+,電極反應(yīng)式為Fe-2e=Fe2+。
(6)在電解池中陽離子在陰極得到電子,在溶液中由于H+得電子得能力強于Fe2+的,因此陰極是H+放電,電極反應(yīng)式為2H++2e=H2↑。隨著電解的進(jìn)行,溶液中的H+濃度逐漸降低,水的電離被促進(jìn),OH濃度逐漸升高。由于Fe2+被Cr2O72氧化生成Fe3+,當(dāng)溶液堿性達(dá)到一定程度時就會產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀。
考點:考查外界條件對平衡狀態(tài)的影響、可逆反應(yīng)平衡狀態(tài)的判斷、氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計算、溶度積常數(shù)的有關(guān)計算以及電化學(xué)原理的應(yīng)用和電極反應(yīng)式的書寫等
點評:該題是中等難度的試題,也是高考中的常見題型和考點。試題綜合性強,難易適中,側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練,有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和發(fā)散思維能力。注意相關(guān)知識的積累和總結(jié),并能靈活運用即可。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

有兩個密閉容器A和B,A容器中有一個移動的活塞能使容器內(nèi)保持恒壓,B容器能保持恒容。起始時向這兩個容器中分別充入等量的體積比為2:l的SO2和O2的混合氣體,并使A和B容積相等(如圖所示),在保持400℃的溫度下使之發(fā)生如下反應(yīng):2SO2+O22SO3。填寫下列空白:

(1)SO2的轉(zhuǎn)化率α(A)     α(B)。(填“<”、“>”或“=”)
(2)達(dá)到(1)所述平衡時,若向兩容器中通入少量的氬氣,A容器化學(xué)平衡        移動。(填“正向”、“逆向”或“不”)
(3)達(dá)到(1)平衡后,向容器中充入等量的原反應(yīng)氣體,再次達(dá)到平衡后,B容器中SO3在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)      。(填“增大”、“減小”或“不變”)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

Cl2合成有機物時會產(chǎn)生副產(chǎn)物HC1。4HCl+O22Cl2+2H2O,可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用。
完成下列填空:
(1)該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式K=            ;若反應(yīng)容器的容積為2L,8min后達(dá)到平衡,測得容器內(nèi)物質(zhì)由2.5mol減少至2.25mol,則HCl的平均反應(yīng)速率為      mol/L? min。
(2)若該反應(yīng)在體積不變的密閉容器中發(fā)生,當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時,下列敘述正確的是    。
a.v (HCl)="2" v(Cl2)                       
b.4v(HCl)= v(O2
c.又加入1mol O2,達(dá)新平衡時,HCl的轉(zhuǎn)化率增大
d.分離出H2O,達(dá)新平衡時,v(HCl)增大
(3)下圖是該反應(yīng)兩種投料比[n (HCl):n (O2)分別為4:1和2:1 ] 下,反應(yīng)溫度對HCl平衡轉(zhuǎn)化率影響的曲線。下列敘述正確的是       。

a.該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)
b.其他條件不變,升高溫度,平衡常數(shù)K值增大
c.若平衡常數(shù)K值變大,達(dá)新平衡前v始終減小
d.若平衡常數(shù)K值變大,則平衡向正反應(yīng)方向移動
(4)投料比為4:1、溫度為400℃時,平衡混合物中Cl2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是       

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

鉛及其化合物工業(yè)生產(chǎn)及日常生活具有非常廣泛的用途。
(1)瓦紐科夫法熔煉鉛,其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g) ΔH=" a" kJ/mol
PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g)  ΔH=" b" kJ·mol-1
PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) ΔH=" c" kJ·mol-1
反應(yīng)3PbS(s) + 6O2(g) = 3PbSO4(s) ΔH="kJ" ·mol-1(用含a,b ,c的代數(shù)式表示)。
(2)還原法煉鉛,包含反應(yīng)PbO(s)+CO(g) Pb(s) + CO2(g) ΔH,該反應(yīng)的平衡常數(shù)的對數(shù)值與溫度的關(guān)系如下表

溫度
300
727
1227
lgK
6.17
2.87
1.24
 
①該還原反應(yīng)的△H0(選填:“>”“<”“=”)。
②當(dāng)IgK=1且起始時只通入CO(PbO足量),達(dá)平衡時,混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為            
(3)引爆導(dǎo)彈、核武器的工作電源通常Ca/PbSO4熱電池,其裝置如圖所示,該電池正極的電極反應(yīng)式為               

(4)PbI2:可用于人工降雨。取一定量的PbI2固體,用蒸餾水配制成t℃飽和溶液,準(zhǔn)確移取25.00mLPbI2飽和溶液分次加入陽離子交換樹脂RH+(發(fā)生:2RH++PbI2=R2Pb+2H++2I-),用250ml潔凈的錐形瓶接收流出液,最后用蒸餾水淋洗樹脂至流出液呈中性,將洗滌液一并盛放到錐形瓶中(如圖)。加入酚酞指示劑,用0.0025mol·L-1NaOH溶液滴定,當(dāng)達(dá)到滴定終點時,用去氫氧化鈉溶液20.00mL?捎嬎愠鰐℃時PbI2 Ksp為               。

(5)鉛易造成環(huán)境污染,水溶液中的鉛存在形態(tài)主要有6種,它們與pH關(guān)系如圖所示,含鉛廢水用活性炭進(jìn)行處理,鉛的去除率與pH關(guān)系如圖所示。


①常溫下,pH=6→7時,鉛形態(tài)間轉(zhuǎn)化的離子方程式為                                
②用活性炭處理,鉛的去除率較高時,鉛主要應(yīng)該處于        (填鉛的一種形態(tài)的化學(xué)式)形態(tài)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(Ⅰ)銅鐵及其化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛,某研究性學(xué)習(xí)小組用粗銅(含雜質(zhì)Fe)與過量氯氣反應(yīng)得固體A,用稀鹽酸溶解A,然后加試劑調(diào)節(jié)溶液的pH后得溶液B,溶液B經(jīng)系列操作可得氯化銅晶體,請回答:
(1)固體A用稀鹽酸溶解的原因是                  ;
(2)檢驗溶液B中是否存在Fe3+的方法是         ;
(3)已知元素在高價態(tài)時常表現(xiàn)氧化性,若在酸性CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液,加熱,生成CuCl沉淀,則生成CuCl的離子方程式是                   ;
(Ⅱ)(1) 常溫下,某同學(xué)將稀鹽酸與氨水等體積混合,兩種溶液的濃度和混合后所得溶液的pH如下表:

實驗編號
氨水物質(zhì)的量濃度
(mol·L-1)
鹽酸物質(zhì)的量濃度
(mol·L-1)
混合溶液
pH

0.1
0.1
pH=5

C
0.2
pH=7

0.2
0.1
pH>7
 
請回答:從第①組情況分析,該組所得混合溶液中由水電離出的c(H+)=   mol·L-1;從第②組情況表明,C          0.2 mol·L-1(選填“>”、“<”或“=”);從第③組情況分析可知,混合溶液中c(NH4+)
       c(NH3·H2O)(選填“>”、“<”或“=”)。
(2)寫出以下四組溶液NH4+離子濃度由大到小的順序  >   >    > (填選項編號)。
A.0.1mol·L-1NH4Cl
B.0.1mol·L-1NH4Cl和0.1mol·L-1NH3·H2O
C.0.1mol·L-1NH3·H2O
D.0.1mol·L-1NH4Cl和0.1mol·L-1HCl

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

I.煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比等問題。
已知:CO (g) +H2O(g)H2(g) +CO2(g)平衡常數(shù)K隨溫度的變化如下表:

回答下列問題
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=______,ΔH=______0(填“<”、“>”、“=”)
(2)已知在一定溫度下,CCs) +CO2(g)2C0 Cg)平衡常數(shù)K1;
C (s) +H2O(g)CO Cg) +H2(g)平衡常數(shù)K2
則K、K1 、K2,之間的關(guān)系是______:
(3)8000C時,向一個10L的恒容反應(yīng)器中充入0.40molCO和1.60mol水蒸氣,經(jīng)一段時 間后反應(yīng)達(dá)到平衡,此時CO的轉(zhuǎn)化率為:若保持其他條件不變,向平衡體系中 再通入0.10molCO和0.40molCO2,此時v______v (填“>”、“=”或“<”)。
II.某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來探究“條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。
(4) 向酸性KmnO4溶液中加入一定量的H2C2O4溶液,當(dāng)溶液中的KmnO4耗盡后,紫色溶液將褪去。為確保能觀察到紫色褪去,H2C2O4與KmnO4初始的物質(zhì)的量需要滿足的關(guān) 系為n(H2C2O4): n(KMnO4) ______。
(5) 為探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,該小組設(shè)計了如下實驗方案

表中x= ______ml ,理由______。
(6)   已知50°C時,濃度c(H2C2O4)隨反應(yīng)時間t的變化曲線如圖示,若保持其他條件不變,請在答題卡坐標(biāo)圖 中畫出25°C時c(H2C2O4)隨t的變化曲線示意圖。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

在一個固定體積的密閉容器中,向容器中充入2 mol A 和1 mol B,發(fā)生如下反應(yīng):2A(g) + B(g) 3C(g) + D(s),反應(yīng)達(dá)到平衡時C的濃度為1.2 mol/L.
(1)若使容器溫度升高,平衡時混合氣體的平均相對摩爾質(zhì)量減小,則正反應(yīng)為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng).
(2)若維持容器體積和溫度不變,按下列方法加入起始物質(zhì),達(dá)到平衡時C的濃度仍為1.2 mol/L的是______(用序號填空).
①4 mol A+2 mol B、3 mol C+1 mol D+l mol B
③3 mol C+2 mol D、1.6 mol A+0.8 mol B+0.6 mol C
(3)某溫度下,向容器中加入3 mol C和0.8 mol D,反應(yīng)達(dá)到平衡時C的濃度仍為1.2 mol/L,則容器的容積V應(yīng)大于________L,小于________L.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題

(14分)研究CO2與CH4的反應(yīng)使之轉(zhuǎn)化為CO和H2,對減緩燃料危機,減少溫室效應(yīng)具有重要的意義。
(1)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1
               ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ·mol-1
               ③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-802kJ·mol-1
則CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=  kJ·mol-1
(2)在密閉容器中通入物質(zhì)的量濃度均為0.1mol·L-1的CH4與CO2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如下圖所示。

?據(jù)圖可知,P1、P2、 P3、P4由大到小的順序  。
?在壓強為P4、1100℃的條件下,該反應(yīng)5min時達(dá)到平衡點X,則用CO表示該反應(yīng)的速率為       。該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)為       !
(3)CO和H2在工業(yè)上還可以通過反應(yīng)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2 (g)來制取。
①在恒溫恒容下,如果從反應(yīng)物出發(fā)建立平衡,可認(rèn)定平衡已達(dá)到的是       

A.體系壓強不再變化 B.H2與CO的物質(zhì)的量之比為1 :1
C.混合氣體的密度保持不變 D.氣體平均相對分子質(zhì)量為15,且保持不變
② 在某密閉容器中同時投入四種物質(zhì),2min時達(dá)到平衡,測得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、
2.2molH2(g)和一定量的C(s),如果此時對體系加壓,平衡向    (填“正”或“逆”)反應(yīng)方向移動,第5min時達(dá)到新的平衡,請在下圖中畫出2~5min內(nèi)容器中氣體平均相對分子質(zhì)量的變化曲線。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計算題

在一定條件下,在容積為2L的密閉容器中,將2mol氣體M和3mol氣體N混合,發(fā)生如下反應(yīng):2M(g)+ 3N(g) x Q(g)+3R(g),經(jīng)2min達(dá)平衡,生成2.4molR,并測得Q的濃度為0.4mol/L。求:
(1)用氣體M來表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率是多少?
(2)反應(yīng)前后的壓強比是多少?
(3)N的轉(zhuǎn)化率是多少?
(4)平衡時氣體Q所占的體積分?jǐn)?shù)為多少?

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同步練習(xí)冊答案