【題目】某工廠排出的鉻渣含有SiO2、A12O3Fe2O3、Na2Cr2O7(易溶于水,是強(qiáng)氧化劑)等,處理建議是將+6價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為低毒性的+3價(jià)鉻后制備K2Cr2O7。實(shí)驗(yàn)室模擬處理鉻渣的工藝流程如下(部分操作和條件略):

1已知過(guò)濾1后的濾液中存在如下平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黃色)+2H+,則濾液應(yīng)呈現(xiàn)的顏色是_________

2濾渣1的成分為______ 濾渣2中所含的金屬元素為___________

3根據(jù)表中生成成氧化物沉淀的pH數(shù)據(jù)判斷,流程中a的范圍為__________

物質(zhì)

Fe(OH)3

Al(OH)3

Cr(OH)3

Fe(OH)2

開(kāi)始沉淀

15

34

49

63

完全沉淀

28

47

55

83

4過(guò)濾3所得濾液又回流到過(guò)濾1所得濾液中,其目的是__________

5Cr(OH)3得到黃色溶液過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式是_________

6向橙色的K2Cr2O7溶液中,滴加Ba(NO3)2溶液,產(chǎn)生黃色沉淀,溶液pH減小。試推測(cè)黃色沉淀是_________,用平衡移動(dòng)的原理解釋溶液pH變小的原因是________.

【答案】 橙色 SiO2 AlFe 5.5a<6.3 使還原劑FeSO4循環(huán)使用 2Cr(OH)3+3H2O2+4OH-=2CrO42-+8H2O BaCrO4 K2Cr2O7溶液中存在平衡: Cr2O72- (橙色)+H2O2CrO42- (黃色)+2H+,加入Ba(NO3)2溶液后,產(chǎn)生BaCrO4沉淀,c(CrO42-)降低,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),c(H+)增大

【解析】鉻渣成分為SiO2、A12O3Fe2O3、Na2Cr2O7,酸浸時(shí)A12O3、Fe2O3與酸反應(yīng)生成硫酸鋁、硫酸鐵,Na2Cr2O7溶于水,過(guò)濾1后的濾液中存在硫酸鋁、硫酸鐵,Na2Cr2O7濾渣1SiO2,FeSO47H2O還原Na2Cr2O7Cr2O72-變?yōu)?/span>Cr3+,調(diào)pH≈4.7使鐵離子、鋁離子沉淀,則濾渣2為氫氧化鋁和氫氧化鐵,經(jīng)過(guò)濾2后調(diào)pH5.5≤a6.3使鉻離子完全沉淀而亞鐵離子不沉淀,經(jīng)過(guò)濾3Cr(OH)3,在KOH作用下,Cr(OH)3H2O2氧化為CrO42-,經(jīng)酸化后得到K2Cr2O7。

1.已知過(guò)濾1后的濾液中存在如下平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黃色)+2H+,因酸浸時(shí)加入足量稀硫酸,氫離子濃度增大,平衡向左移動(dòng),使溶液呈現(xiàn)橙色,則濾液應(yīng)呈現(xiàn)的顏色是橙色,故答案為:橙色

2.根據(jù)上述分析可知,濾渣1的成分為SiO2濾渣2是氫氧化鋁和氫氧化鐵,則濾渣2中所含的金屬元素為AlFe,故答案為:SiO2Al、Fe;

3.根據(jù)表中生成氫氧化物沉淀的pH數(shù)據(jù)分析,流程中的a的范圍應(yīng)為5.5≤a6.3,以保證鉻離子完全沉淀而亞鐵離子不沉淀,故答案為:5.5≤a6.3

4.過(guò)濾3所得濾液主要成分是硫酸亞鐵,又回流到過(guò)濾1所得濾液中,其目的是使還原劑FeSO4循環(huán)使用,故答案為:使還原劑FeSO4循環(huán)使用;

5.由題目信息可知,生成的黃色溶液為CrO42-Cr(OH)3在堿性溶液中被H2O2氧化為CrO42-,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒,得到該反應(yīng)的離子方程式為:2Cr(OH)3+3H2O2+4OH-=2CrO42-+8H2O,故答案為:2Cr(OH)3+3H2O2+4OH-=2CrO42-+8H2O

6.向橙色的K2Cr2O7溶液中,滴加Ba(NO3)2溶液,由于K2Cr2O7溶液中存在平衡Cr2O72- (橙色)+H2O2CrO42- (黃色)+2H+,加入Ba(NO3)2溶液后,產(chǎn)生BaCrO4沉淀,c(CrO42-)降低,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),使c(H+)增大,溶液pH減小,故答案為:BaCrO4;K2Cr2O7溶液中存在平衡Cr2O72- (橙色)+H2O2CrO42- (黃色)+2H+,加入Ba(NO3)2溶液后,產(chǎn)生BaCrO4沉淀,c(CrO42-)降低,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)(H+)增大。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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②CH3OH(g)+ O2(g)═CO2(g)+2H2(g)△H2
已知H2(g)+ O2(g)═H2O(g)△H=﹣241.8kJmol﹣1 , 則反應(yīng)②的△H2=
(2)工業(yè)上一般可采用如圖1所示反應(yīng)來(lái)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室模擬該反應(yīng)并進(jìn)行分析,圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線

①該反應(yīng)的焓變△H0(填“>”“<”或“=”).
②T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1K2(填“>”“<”或“=”)
③現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為1L的密閉容器中,充入1molCO和3molH2 , 測(cè)得CO 和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖2所示.從反應(yīng)開(kāi)始到平衡,CO的平均反應(yīng)速率v(CO)= , 該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=
④恒容條件下,達(dá)到平衡后,下列措施中能使 增大的有
A.升高溫度 B.充入He(g)
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實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象:

操作

現(xiàn)象

關(guān)閉彈簧夾,滴加一定量濃硫酸,加熱

A中有白霧生成,銅片表面產(chǎn)生氣泡
B中有氣泡冒出,產(chǎn)生大量白色沉淀
C中產(chǎn)生白色沉淀,液面上方略顯淺棕色并逐漸消失

打開(kāi)彈簧夾,通入N2,停止加熱,一段時(shí)間后關(guān)閉

 

從B、C中分別取少量白色沉淀,加稀鹽酸

均未發(fā)現(xiàn)白色沉淀溶解

(1)A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。

(2)C中白色沉淀是 ,該沉淀的生成表明SO2具有 性。

(3)C中液面上方生成淺棕色氣體的化學(xué)方程式是 。
(4)分析B中不溶于稀鹽酸的沉淀產(chǎn)生的原因,甲認(rèn)為是空氣參與反應(yīng),乙認(rèn)為是白霧參與反應(yīng)。

為證實(shí)各自的觀點(diǎn),在原實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上:

甲在原有操作之前增加一步操作,該操作是 ;

乙在A、B間增加洗氣瓶D,D中盛放的試劑是

進(jìn)行實(shí)驗(yàn),B中現(xiàn)象:

大量白色沉淀

少量白色沉淀

檢驗(yàn)白色沉淀,發(fā)現(xiàn)均不溶于稀鹽酸。結(jié)合離子方程式解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象異同的原因:

(5)合并(4)中兩同學(xué)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。B中無(wú)沉淀生成,而C中產(chǎn)生白色沉淀,由此得出的結(jié)論是

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