(14分) (1) 2009年,長春應用化學研究所在甲醇燃料電池技術上獲得新突破,原理如下圖所示。
①請寫出從C口通入O2發(fā)生的電極反應式___________________。
②以石墨電極電解飽和食鹽水,電解開始后在______________的周圍(填“陰極”或“陽極”)先出現(xiàn)紅色。假設電池的理論效率為80%(電池的理論效率是指電池產(chǎn)生的最大電能與電池反應所釋放的全部能量之比),若消耗6.4g甲醇氣體,外電路通過的電子個數(shù)為__________________(保留兩位有效數(shù)字)。

(2)工業(yè)廢水中常含有Cu2+等重金屬離子,直接排放會造成污染,目前在工業(yè)廢水處理過程中,依據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化的原理,常用FeS等難溶物質(zhì)作為沉淀劑除去這些離子。已知室溫下Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2?L-2,Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2?L-2
請用離子方程式說明上述除雜的原理___________________________________________。
(3)工業(yè)上為了處理含有Cr2O72的酸性工業(yè)廢水,用綠礬(FeSO4·7H2O)把廢水中的六價鉻離子還原成三價鉻離子,再加入過量的石灰水,使鉻離子轉(zhuǎn)變?yōu)镃r(OH)3沉淀。
①氧化還原過程的離子方程式為______________________________________________。
②常溫下,Cr(OH)3的溶度積Ksp =1×10—32 mol4?L-4,溶液的pH至少為____,才能使Cr3+沉淀完全。
③現(xiàn)用上述方法處理100m3含鉻(+6價)78mg?L—1的廢水,需用綠礬的質(zhì)量為        kg。(保留主要計算過程)
(14分) (1) ①O2+4e+4H+=2H2O(2分)
②陰極(1分)   5.8×1023(2分)
(2) FeS(s)+ Cu2+(aq)= CuS(s)+Fe2+(aq) (2分)
(3)①Cr2O72—+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O(2分)
②5 (2分)
③Cr3+      ~  3 FeSO4·7H2O    (3分)

n(FeSO4·7H2O)=450mol     m(FeSO4·7H2O)= 450mol×278g?mol—1=125.1kg
(1)①氧氣在反應中得到電子,因此在正極通入。由于是質(zhì)子交換膜,所以正極的電極反應式是O2+4e+4H+=2H2O。
②惰性電極電解飽和食鹽水時,陰極是氫離子放電生成氫氣,同時破壞陰極周圍水的電離平衡,所以陰極周圍溶液顯堿性,顯紅色。6.4g甲醇的物質(zhì)的量是0.2mol,反應中失去0.2mol×6=1.2mol電子。由于電池的理論效率為80%,所以外電路通過的電子個數(shù)為1.2mol×0.8×6.02×1023/mol=5.8×1023
(2)根據(jù)溶度積常數(shù)的大小可知,硫化銅的溶度積常數(shù)小于硫化亞鐵的,所以硫化亞鐵能轉(zhuǎn)化為更難溶的硫化銅,反應的方程式是 FeS(s)+ Cu2+(aq)= CuS(s)+Fe2+(aq)。
(3)①Cr2O72具有強氧化性,能氧化亞鐵離子,反應的方程式是Cr2O72—+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
②當溶液中Cr3+濃度小于105mol/L時,即可認為完全沉淀。常溫下,Cr(OH)3的溶度積Ksp =1×10—32 mol4?L-4,所以要使Cr3+完全沉淀,則溶液中OH濃度是,則溶液的pH=5。
③根據(jù)反應的方程式可知
Cr3+      ~  3 FeSO4·7H2O

所以n(FeSO4·7H2O)="450mol"
因此m(FeSO4·7H2O)= 450mol×278g?mol—1=125.1kg。
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

已知,。下列關于不溶物之間轉(zhuǎn)化的說法中錯誤的是:
A.不溶于水,不能轉(zhuǎn)化為
B.兩種不溶物的相差越大,不溶物就越容易轉(zhuǎn)化為更難溶的不溶物
C.更難溶于水,所以,可以轉(zhuǎn)化為
D.常溫下,若要在溶液中開始轉(zhuǎn)化為,則的濃度必須不低于

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

常溫下Ksp(AgCl)=1.56×10-10, Ksp(AgI)=1.0×10-16,將等體積的AgCl和AgI的飽和溶液的清夜混合,再向其中加入一定量的AgNO3固體,下列說法正確的是
A.兩清夜混合,AgCl和AgI都沉淀。
B.向AgCl清夜加入AgNO3固體,c(Ag+)增大,Ksp(AgCl)也增大
C.若AgNO3固體足量,AgCl和AgI都可沉淀,但以AgCl沉淀為主
D.若取0.235克AgI固體放入100ml(忽略體積變化),c(I-)=0.01mol/l

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

將一定量的碳酸鈣放入水中,對此有關的敘述正確的是(    )
A.碳酸鈣不溶于水,碳酸鈣固體質(zhì)量不會改變
B.最終會得到碳酸鈣的極稀的飽和溶液
C.因為Ca2+CO32===CaCO3↓很容易發(fā)生,不存在CaCO3===Ca2+CO32的反應
D.因為碳酸鈣難溶于水,所以改變外界條件也不會改變碳酸鈣的溶解性

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下表是五種銀鹽的溶度積常數(shù)Ksp(25℃),下列說法不正確的是
化學式
AgCl
Ag2SO4
Ag2S
AgBr
AgI
溶度積
1.4×10-10
1.4×10-5
6.3×10-50
7.7×10-13
8.51×10-16
A.25℃時五種銀鹽的飽和溶液中,c(Ag+)最大的是Ag2SO4溶液
B.在氯化銀的懸濁液中加入Na2S溶液可以生成黑色的Ag2S
C.25℃時,在等物質(zhì)的量濃度的NaCl、CaCl2兩溶液中加入足量的AgCl固體形成飽和溶液,則兩溶液中AgCl的溶度積相同,且兩溶液中c(Ag+)也相同
D.AgBr沉淀可以轉(zhuǎn)化成AgI沉淀,而 AgI沉淀在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化成AgBr沉淀

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列敘述不正確的是(  )。
A.向Mg(OH)2懸濁液中加少量NH4Cl固體,溶液變澄清
B.向AgI在水中的平衡體系中加入Na2S溶液沉淀會轉(zhuǎn)化為黑色
C.用水洗滌BaSO4比用稀硫酸洗滌損失的沉淀要少
D.MgCO3在水中加熱可以轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

(2011·焦作市高二期末)在下列溶液中,BaSO4的溶解度最大的是(  )
A.1 mol/L H2SO4溶液B.2 mol/L Na2SO4溶液
C.0.1 mol/L BaCl2溶液D.純水

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列各組中的比值等于2:1的是(   )
A.pH為12的燒堿溶液與Ba(OH)2溶液的物質(zhì)的量濃度之比
B.K2S溶液中c(K+)與c(S2-)之比
C.相同溫度下0.2mol/L醋酸溶液與0.1mol/L醋酸溶液中的c(H+)之比
D.10mL0.5mol/L的鹽酸與5mL0.5mol/L的鹽酸溶液中的c(H+)之比

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

(8分)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)生很大的傷害,必須進行處理。常用的處理方法有兩種。
方法l:還原沉淀法 
該法的工藝流程為  

其中第①步存在平衡:2CrO42-(黃色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O
(1)若平衡體系的pH=2,則溶液顯    色。
(2)能說明第①步反應達平衡狀態(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,隨著電解進行,在陰極附近溶液pH升高,產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀。 
(4)用Fe做電極的原因為                                。
(5)在陰極附近溶液pH升高的原因是(用電極反應解釋)                            。
溶液中同時生成的沉淀還有                       。

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