【題目】重金屬元素鉻的毒性較大,含鉻廢水需經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后才能排放。
Ⅰ.某工業(yè)廢水中主要含有Cr3+,同時還含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,且酸性較強(qiáng)。為回收利用,通常采用如下流程處理:
注:常溫下,部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時所需的pH,如下表:
氫氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 | Al(OH)3 | Cr(OH)3 |
pH | 3.7 | 9.6 | 11.1 | 8 | 9 |
(1)氧化過程中可代替H2O2加入的試劑是________(填字母,下同)。
A.Na2O2 B.HNO3 C.FeCl3 D.KMnO4
(2)加入NaOH溶液調(diào)整溶液pH=8時,除去的離子是________;
已知鈉離子交換樹脂的原理:Mn++nNaR―→MRn+nNa+,此步操作被交換除去的雜質(zhì)離子是____________。
A.Fe3+ B.Al3+ C.Ca2+ D.Mg2+
(3)還原過程在酸性條件下進(jìn)行,每消耗0.8 mol Cr2O轉(zhuǎn)移4.8 mol e-,該反應(yīng)離子方程式為________________________________________________________________________。
Ⅱ.酸性條件下,六價鉻主要以Cr2O形式存在,工業(yè)上常用電解法處理含Cr2O的廢水,該法用Fe作電極電解含Cr2O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溶液。
(1)電解時能否用Cu電極來代替Fe電極?________(填“能”或“不能”),理由是_____________。
(2)常溫下,Cr(OH)3的溶度積Ksp=1×10-20,假設(shè)溶液的c(Cr3+)=0.01mol/L,當(dāng)pH應(yīng)為______時開始生成沉淀。
【答案】 A AB CD 3S2O+4Cr2O+26H+===6SO+8Cr3++13H2O 不能 因陽極產(chǎn)生的Cu2+不能使Cr2O還原到低價態(tài) 8
【解析】I.某工業(yè)廢水中主要含有Cr3+,同時還含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,加雙氧水把亞鐵離子氧化為鐵離子,同時Cr3+被氧化為Cr2O72-,加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=8,則Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀,過濾,濾液中主要含有Cr2O72-、Ca2+和Mg2+等,通過鈉離子交換樹脂,除去Ca2+和Mg2+,然后加Na2S2O3把Cr2O72-還原為Cr3+,再調(diào)節(jié)pH得到Cr(OH)(H2O)5SO4,
(1)加氧化劑主要目的是把亞鐵離子氧化為鐵離子,同時不能引入新的雜質(zhì),所以可以用Na2O2代替H2O2,故答案為:A;
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,pH=8時,Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀,則Fe3+、Al3+被除去;通過鈉離子交換樹脂,除去Ca2+和Mg2+;故答案為:AB;CD;
(3)每消耗0.8molCr2O72-轉(zhuǎn)移4.8mole,則1molCr2O72-轉(zhuǎn)移6mol電子,所以生成Cr3+,S2O32-被氧化為SO42-,則反應(yīng)的離子方程式為:3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O;故答案為:3S2O32-+4Cr2O72-+26H+===6SO42-+8Cr3++13H2O
II.(1)若用Cu電極來代替Fe電極,在陽極上銅失去電子得到的陽離子是銅離子,該離子不具有還原性,不能和重鉻酸根之間發(fā)生反應(yīng),故答案為:不能;因陽極產(chǎn)生的Cu2+不能使Cr2O72-還原到低價態(tài);
(2)由Cr(OH)3的溶度積Ksp=1×10-20可得Ksp=c(Cr3+)×c3(OH)=0.01×c3(OH)=1×10-20,c(OH)=1×10-6,所以c(H+)=1×10-8,pH=8,故答案為:8
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【題目】用石墨做電極電解CuSO4溶液。通電一段時間后,欲使用電解液恢復(fù)到起始狀態(tài),應(yīng)向溶液中加入適量的( )
A. CuSO4B. H2OC. CuOD. Cu(OH)2
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【題目】根據(jù)表中信息判斷,下列選項不正確的是( )
序號 | 反應(yīng)物 | 產(chǎn)物 |
① | KMnO4、H2O2、H2SO4 | K2SO4、MnSO4 |
② | Cl2、FeBr2 | FeCl3、FeBr3 |
③ | MnO、Cl- | Cl2、Mn2+ |
A. 第①組反應(yīng)的其余產(chǎn)物為H2O和O2
B. 第②組反應(yīng)中參加反應(yīng)的Cl2與FeBr2的物質(zhì)的量之比為1∶2
C. 第③組反應(yīng)中生成1 mol Cl2,轉(zhuǎn)移電子 2 mol
D. 氧化性由強(qiáng)到弱順序為MnO>Cl2>Fe3+>Br2
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【題目】(一)(1)能證明亞硫酸鈉中部分變質(zhì)所需要的試劑是(______)
A.硝酸鋇,稀硫酸 B.稀鹽酸,氯化鋇
C.稀硫酸,氯化鋇 D.稀硝酸,氯化鋇
(2)煙氣中的NO2與尿素[CO(NH2)2](C的化合價為+4)反應(yīng)進(jìn)行脫硝。反應(yīng)的化學(xué)方程式是2CO(NH2)2+4NO2→4H2O +2CO2+4N2+O2。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物為___;若反應(yīng)過程中有0.15molNO2反應(yīng),則電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為___。
(二)某實驗小組同學(xué)為了探究銅與濃硫酸的反應(yīng),進(jìn)行了一系列實驗。在反應(yīng)過程中會發(fā)生一些副反應(yīng),生成不溶于水和酸的CuS、Cu2S。
(1)出于安全和綠色化學(xué)考慮,在制取硫酸銅時,可選用下列的物質(zhì)是___。
a.Cu b.CuO c.CuS d.CuSO4·Cu(OH)2·H2O
(2)裝置a的作用是___。反應(yīng)過程中,因為濃硫酸的吸水作用,燒瓶中出現(xiàn)白色固體物質(zhì),如何簡便檢驗反應(yīng)后圓底燒瓶里有Cu2+存在?___。
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【題目】在反應(yīng) 3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O 中,下列說法正確的是:( )
①Cl2是氧化劑,KOH是還原劑 ②KCl是還原產(chǎn)物,KClO3是氧化產(chǎn)物 ③反應(yīng)中每消耗3 mol Cl2分子中有5mol 電子發(fā)生轉(zhuǎn)移 ④被氧化與被還原的氯原子物質(zhì)的量之比為5∶1
A.①④B.②③C.②③④D.②④
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【題目】可用作漂白劑和呼吸面具中的供氧劑。
某學(xué)習(xí)小組發(fā)現(xiàn):在盛有的試管中加入足量水,固體完全溶解,并立即產(chǎn)生大量氣泡,當(dāng)氣泡消失后,向其中滴入1~2滴酚酞溶液,溶液變紅;將試管輕輕振蕩,紅色很快褪去;此時再向試管中加入少量粉末,又有氣泡產(chǎn)生。請寫出加入反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。
有強(qiáng)氧化性,具有還原性,有同學(xué)猜想與能反應(yīng)。為了驗證此猜想,該小組同學(xué)進(jìn)行如下實驗,實驗步驟和現(xiàn)象如下。
步驟1:按上圖組裝儀器圖中夾持儀器省略,檢查氣密性,裝入藥品。
步驟2:打開、,產(chǎn)生的氫氣流經(jīng)裝有的硬質(zhì)玻璃管,一段時間后,沒有任何現(xiàn)象。
步驟3:________________,點燃酒精燈,開始加熱,觀察到硬質(zhì)玻璃管內(nèi)開始熔化,淡黃色的粉末變成了白色固體,干燥管內(nèi)硫酸銅未變藍(lán)色。
步驟4:反應(yīng)后撤去酒精燈,待硬質(zhì)玻璃管冷卻后關(guān)閉。
①添加稀鹽酸的儀器名稱是______________。
②步驟3點燃酒精燈之前必須進(jìn)行的操作是___________________。
③設(shè)置裝置D的目的是________________。
④你得到的結(jié)論是___________________若能反應(yīng)請用化學(xué)方程式表示。
⑤該實驗存在明顯的不足之處,應(yīng)該如何改進(jìn)___________________。
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【題目】C、N、S的氧化物常會造成一些環(huán)境問題,科研工作者正在研究用各種化學(xué)方法來消除這些物質(zhì)對環(huán)境的不利影響。
(1)在催化劑存在的條件下,用H2將NO還原為N2。已知:
則氫氣和一氧化氮反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣的熱化學(xué)方程式是_____。
(2)在500℃下合成甲醇的反應(yīng)原理為:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)在1L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,壓強(qiáng)為p0,測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。(可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓Kp代替平衡濃度,計算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))
①反應(yīng)進(jìn)行到4min時,v(正)__v(逆) (填“>”“<”或“=”)。0~4min,H2的平均反應(yīng)速率v(H2)=_mol·L-1·min-1。
②CO2平衡時的體積分?jǐn)?shù)為___,該溫度下Kp為__(用含有p0的式子表示)。
③下列能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是___。
A.v正(CH3OH)=3v逆(H2)
B.CO2、H2、CH3OH和H2O濃度之比為1:3:1:1
C.恒溫恒壓下,氣體的體積不再變化
D.恒溫恒容下,氣體的密度不再變化
④500℃、在2個容積都是2L的密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,保持恒溫、恒容,測得反應(yīng)達(dá)到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器 | 容器甲 | 容器乙 |
反應(yīng)物起始投入量 | 1mol CO2,3mol H2 | 0.5mol CO2,1mol H2 1mol CH3OH,1mol H2O |
CH3OH的平衡濃度/mol ·L-1 | C1 | C2 |
則乙容器中反應(yīng)起始向___方向進(jìn)行;c1___c2。(填“>”“<”或“=”)
(3)甲醇作為一種燃料還可用于燃料電池。在溫度為650℃的熔融鹽燃料電池中用甲醇、空氣與CO2的混合氣體作反應(yīng)物,鎳作電極,用Li2CO3和Na2CO3混合物作電解質(zhì)。該電池的負(fù)極反應(yīng)式為___。
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【題目】工業(yè)純堿中常含有少量的NaCl雜質(zhì),某化學(xué)興趣小組取ag工業(yè)純堿樣品與足量稀鹽酸充分反應(yīng),加熱、蒸干、灼燒,得bg固體。則該樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是( )
A. ×100%B. ×100%C. ×100%D. ×100%
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【題目】鋁及其化合物廣泛應(yīng)用于金屬冶煉、有機(jī)合成等領(lǐng)域。
(1)鋁熱反應(yīng)可以冶煉金屬鉻,Cr3+基態(tài)核外電子排布式為__________。
(2)AlCl3可做反應(yīng)的催化劑。
①乙酸酐分子中發(fā)生sp3雜化的原子有_____個。
②1mol對甲基苯乙酮分子中含有σ鍵的數(shù)目為______mol。
③CH3COOH與H2O可以任意比例互溶,除因為它們都是極性分子外,還因為________。
④單個AlCl3氣態(tài)分子的空間構(gòu)型為_____,AlCl3可與Cl-形成AlCl4-,與AlCl4-互為等電子體的分子為_______。
(3)某遮光劑的晶胞如圖所示,由晶胞可知。n=_______。
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