【題目】含+6價(jià)鉻的廢水毒性強(qiáng),對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重,工業(yè)上常利用化學(xué)原理把+6價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為不溶性Cr(OH)3除去。
Ⅰ、SO2還原法:化工廠常用SO2處理含鉻廢水,其工藝流程如下圖所示:
已知:Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+,吸收塔中 Cr2O72-與SO2反應(yīng)如下:Cr2O72﹣(aq)+3SO2(g)+2H+(aq)═2Cr3+(aq)+3SO42﹣(aq)+H2O(l) ΔH = -1145 kJ/mol。
(1)其他條件不變,研究吸收塔中pH對(duì)反應(yīng)的影響。
pH | 2 | 4 | 6 |
Cr(+6)最大去除率 | 99.99%達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn) | 99.95%達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn) | 99.5%未達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn) |
時(shí)間 | 30 min | 35 min | 45 min |
①由上述數(shù)據(jù)獲得的結(jié)論有_________。
②實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)控制pH = ____左右。
③下列說法不合理的是_____。
a.該酸性含鉻廢水中一定含有CrO42-,pH越大其含量越高
b.其他條件不變,增大壓強(qiáng),吸收塔中反應(yīng)的K增大,有利于除去Cr(+6)
c.理論上看,SO32-、Fe2+等也可以用于除去Cr(+6)
(2)其他條件不變,研究溫度對(duì)Cr(+6)去除率的影響(如圖所示)。
已知:30min前相同時(shí)間內(nèi),80℃的Cr(+6)去除率比40℃高,是因?yàn)?/span>30min前反應(yīng)正向進(jìn)行,溫度高反應(yīng)速率快反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大;試解釋30min后80℃的Cr(+6)去除率低的原因:________。
Ⅱ、電解法處理:
工業(yè)上處理含Cr2O72-離子的酸性廢水,采用往工業(yè)廢水中加入適量的食鹽,再用Fe為電極進(jìn)行電解,將Cr2O72—離子還原為可溶性三價(jià)鉻離子,再調(diào)pH使三價(jià)鉻離子變?yōu)椴蝗苄詺溲趸锍ァ?/span>
(1)加入食鹽的目的是 _______;
(2)電解時(shí)陽極反應(yīng)式為 _________。
【答案】pH越大,Cr(+6)的去除率降低,反應(yīng)速率越慢 4 b 30min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫平衡逆向進(jìn)行,80℃的Cr(+6)去除率低 增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電能力 Fe-2e-=Fe2+
【解析】
(1)①根據(jù)圖表數(shù)據(jù),pH越大,反應(yīng)越慢,鉻離子的最大去除率減。虎pH<4,反應(yīng)速率快,二氧化硫未來得及反應(yīng)逸出,會(huì)污染空氣,pH>4,反應(yīng)速率減慢,鉻離子去除率減;③a.根據(jù)溶液的酸堿性對(duì)平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+的影響判斷;b.平衡常數(shù)只與溫度有關(guān);c.SO32-、Fe2+等具有還原性;據(jù)此分析判斷;
(2)30min前反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),開始反應(yīng)正向進(jìn)行,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大,30min后反應(yīng)大多平衡狀態(tài),反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫平衡逆向進(jìn)行,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率減小;
Ⅱ、陽極鐵失去電子生成亞鐵離子,陰極上氫離子得到電子生成氫氣;加入適量的NaCl可增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性,據(jù)此分析解答。
Ⅰ、(1)①根據(jù)表格數(shù)據(jù),隨pH增大,鉻離子的最大去除率減小,反應(yīng)所需時(shí)間越長,pH=6時(shí)不符合排放標(biāo)準(zhǔn),由上述數(shù)據(jù)獲得的結(jié)論有:pH越大,Cr(+6)的去除率降低,反應(yīng)速率越慢,故答案為:pH越大,Cr(+6)的去除率降低,反應(yīng)速率越慢;
②pH<4,反應(yīng)速率快,二氧化硫未來得及反應(yīng)逸出污染空氣,pH>4,反應(yīng)速率減慢,鉻離子去除率減小,不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),且鉻離子形成氫氧化鉻會(huì)堵塞管道,所以實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)控制pH=4左右,故答案為:4;
③a.Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,該酸性含鉻廢水中一定含有CrO42-,增大pH,氫離子濃度減小,平衡正向移動(dòng),CrO42-含量變大,故a正確;b.K只與溫度有關(guān),其他條件不變,增大壓強(qiáng),吸收塔中反應(yīng)的K不變,故b錯(cuò)誤;c.理論上看,SO32-、Fe2+等具有還原性,+6價(jià)鉻元素的化合物具有氧化性,也可以用于除去Cr(+6),故c正確;故答案為:b;
(2)30min前反應(yīng)正向進(jìn)行,溫度高,反應(yīng)速率快,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大,80℃的Cr(+6)去除率比40℃高,30min后,80℃條件下的反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),80℃的Cr(+6)去除率低,故答案為:30min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫平衡逆向移動(dòng),80℃的Cr(+6)去除率低;
Ⅱ、(1)因NaCl為電解質(zhì),加入適量的NaCl可增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電能力,故答案為:增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電能力;
(2)Fe為陽極,為活性電極,則鐵失去電子生成Fe2+,所以陽極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+,故答案為:Fe-2e-=Fe2+。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】硫酸亞鐵銨又稱莫爾鹽,是淺綠色晶體。用硫鐵礦主要含、等制備莫爾鹽的流程如下:
已知:“還原”時(shí),與不反應(yīng),通過反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ被還原,反應(yīng)Ⅰ如下:
寫出“還原”時(shí)與發(fā)生還原反應(yīng)Ⅱ的離子方程式:__________。
實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)“還原”已完全的方法是__________。
“還原”前后溶液中部分離子的濃度見下表溶液體積變化忽略不計(jì),請(qǐng)計(jì)算反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ中被還原的Fe的物質(zhì)的量之比__________。
離子 | 離子濃度 | |
還原前 | 還原后 | |
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稱取新制莫爾鹽,溶于水配成250mL溶液。取該溶液加入足量的溶液,得到白色沉淀;另取該溶液用酸性溶液滴定,當(dāng)恰好完全被還原為時(shí),消耗溶液的體積為。試確定莫爾鹽的化學(xué)式請(qǐng)寫出計(jì)算過程)________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用方鉛礦(主要成分為PbS,含有雜質(zhì)FeS等)和軟錳礦(主要成分為MnO2,還有少量Fe2O3,Al2O3等雜質(zhì)) 制備PbSO4和Mn3O4的工藝流程如下:
已知:①浸取中主要反應(yīng):PbS+MnO2+4HCl=MnCl2+PbCl2+S+2H2O
②PbCl2難溶于冷水,易溶于熱水;PbCl2 (s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq) △H>0
③Mn3O4是黑色不溶于水的固體,制備原理為:6MnCl2+O2+12NH3H2O=2Mn3O4↓+12NH4Cl+6H2O
④部分金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH如下(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為0.1mol·L1計(jì)算)。
金屬離子 | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mn2+ |
開始沉淀的pH | 7.6 | 2.7 | 4.0 | 7.7 |
沉淀完全的pH | 9.6 | 3.7 | 5.2 | 9.8 |
(1)“浸取”需控制溫度在80℃左右,為加快酸浸速率,還可采用的方法是______。
(2)加入飽和NaCl溶液的目的是______。
(3)“浸取”過程中MnO2將Fe2+氧化的離子方程式為______。
(4)用MnCO3調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為______。
(5)“趁熱抽濾”的目的是______。
(6)已知:反應(yīng)溫度和溶液pH對(duì)Mn3O4的純度和產(chǎn)率影響分別如圖1、圖2所示,請(qǐng)補(bǔ)充完整由濾液X制備Mn3O4的實(shí)驗(yàn)方案:______,真空干燥4小時(shí)得產(chǎn)品Mn3O4。(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑:氨水、空氣)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)有一份Fe2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液,向該溶液中加入一定濃度的Ba(OH)2溶液,產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量與加入Ba(OH)2溶液的體積關(guān)系如圖。
(1)Ba(OH)2溶液的物質(zhì)的量濃度為___________mol·L-1。
(2)該混合溶液中Fe2(SO4)3和(NH4)2SO4物質(zhì)的量之比為___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性,科學(xué)家近期利用三維多孔海綿狀Zn(3DZn)可以高效沉積ZnO的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了采用強(qiáng)堿性電解質(zhì)的3DZn—NiOOH二次電池,結(jié)構(gòu)如圖所示。電池反應(yīng)為Zn+2NiOOH+H2O ZnO+2Ni(OH)2。下列說法錯(cuò)誤的是
A.放電過程中OH通過隔膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)
B.充電時(shí)陽極反應(yīng)為Ni(OH)2+OHe=NiOOH+H2O
C.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Zn+2OH2e=ZnO+H2O
D.三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積,所沉積的ZnO分散度高
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】N2H4是一種高效清潔的火箭燃料。0. 25mol N2H4(g)完全燃燒生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水時(shí),放出133.5kJ熱量。則下列熱化學(xué)方程式中正確的是( )
A.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+H2O(g) ΔH=267 kJ·mol-1
B.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-133.5 kJ·mol-1
C.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=534 kJ·mol-1
D.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】對(duì)恒溫恒容密閉容器中的可逆反應(yīng):A(s)+3B(g)2C(g) ΔH<0,下列敘述正確的是( )
A.升高溫度,v(逆)增大,v(正)減小
B.增大壓強(qiáng),v(正)增大,v(逆)減小
C.增大A的物質(zhì)的量,v(正)增大,v(逆)減小
D.采用催化劑,降低反應(yīng)活化能,v(正)、v(逆)同時(shí)增大,且增大的倍數(shù)相同
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列依據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論正確的是
選項(xiàng) | 實(shí)驗(yàn)步驟 | 現(xiàn)象 | 結(jié)論 |
A | 濃硫酸與乙醇加熱,產(chǎn)生的氣體X直接通入溴水 | 溴水褪色 | X一定是純凈的乙烯 |
B | 某鹵代烴CH3CH2X與NaOH溶液加熱至不再分層,冷卻后加稀硝酸至酸性,再滴加溶液 | 生成淡黃色沉淀 | X為溴原子 |
C | 向苯酚溶液中滴加少量濃溴水、振蕩, | 無白色沉淀 | 苯酚濃度小 |
D | 雞蛋白溶液中分別加入飽和(NH4)2SO4溶液和HgCl2溶液 | 均有白色沉淀 | 蛋白質(zhì)均發(fā)生了鹽析 |
A.AB.BC.CD.D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象,與氧化還原反應(yīng)無關(guān)的是
A | B | C | D | |
實(shí)驗(yàn) | 酒精溶液滴入高錳酸鉀溶液中 | 石蕊溶液滴入氯水中 | 溶液滴入AgI濁液中 | 常溫下,鋁片插入濃硫酸中 |
現(xiàn)象 | 高錳酸鉀溶液褪色 | 溶液變紅,隨后迅速褪色 | 沉淀由黃色逐漸變?yōu)楹谏?/span> | 無明顯現(xiàn)象 |
A.AB.BC.CD.D
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