【題目】重金屬元素鉻的毒性較大,含鉻廢水需經處理達標后才能排放。
Ⅰ.某工業(yè)廢水中主要含有Cr3+,同時還含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,且酸性較強。為回收利用,通常采用如下流程處理:
注:部分陽離子常溫下以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH見下表
氫氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 | Al(OH)3 | Cr(OH)3 |
pH | 3.7 | 9.6 | ll.l | 8 | 9(>9溶解) |
(1)氧化過程中可代替H2O2加入的試劑是________(填序號)。
A.Na2O2 B.HNO3 C.FeCl3 D.KMnO4
(2)加入NaOH溶液調整溶液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離子是__________。
A.Fe3+ B.Al3+ C.Ca2+ D.Mg2+
(3)還原過程中,每消耗172.8g Cr2O72-轉移4.8 mol e-,該反應離子方程式為________________。
Ⅱ.酸性條件下,六價鉻主要以Cr2O72-形式存在,工業(yè)上常用電解法處理含Cr2O72-的廢水。實驗室利用如圖裝置模擬處理含Cr2O72-的廢水,陽極反應是Fe-2e-==Fe2+,陰極反應式是2H++2e-==H2↑。
(1)電解時能否用Cu電極來代替陽極上的Fe電極?________(填“能”或“不能”),理由是______________。
(2)電解時陽極附近溶液中Cr2O72-轉化為Cr3+的離子方程式為______________。
(3)上述反應得到的金屬陽離子在陰極區(qū)可沉淀完全,從其對水的電離平衡影響角度解釋其原因_________________。
(4)若溶液中初始含有0.1mol Cr2O72-,則生成的陽離子全部轉化化成沉淀的質量是________g。
【答案】 A AB CD 3S2O32-+4Cr2O72-+13H2O==6SO42-+8Cr (OH)3↓+2OH- 不能 因陽極產生的Cu2+不能使Cr2O72-還原到低價態(tài) Cr2O72-+6Fe2++14H+==2Cr3++6Fe3++7H2O 水中的H+在陰極區(qū)放電,H+濃度減小促使水的電離平衡H2O=H++OH-向右移動,陰極區(qū)OH-濃度增大與金屬陽離子在陰極區(qū)結合而沉淀完全 84.8
【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-,加氫氧化鈉調節(jié)pH=8,則Fe3+、Al3+轉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8Cr3+,再調節(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,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,F(xiàn)e3+、Al3+轉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0.8mol Cr2O72-轉移4.8mol e-,則1molCr2O72-轉移6mol電子,所以生成Cr3+,S2O32-被氧化為SO42-,則反應的離子方程式為:3S2O32-+4Cr2O72-+13H2O==6SO42-+8Cr (OH)3↓+2OH-;故答案為:3S2O32-+4Cr2O72-+13H2O==6SO42-+8Cr (OH)3↓+2OH-;
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,故答案為:不能;因陽極產生的Cu2+不能使Cr2O72-還原到低價態(tài);
(2)Cr2O72-具有強氧化性,可以將亞鐵離子氧化為鐵離子,自身被還原為2Cr3+,反應的實質是:6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O,故答案為:6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O;
(3) 隨著電解進行,溶液中c(H+) 逐漸減少,打破了水的電離平衡,促進了水的電離,使溶液中OH-濃度增大,溶液的堿性增強,生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀,金屬陽離子在陰極區(qū)可沉淀完全,故答案為:水中的H+在陰極區(qū)放電,H+濃度減小促使水的電離平衡H2OH++OH-向右移動,陰極區(qū)OH-濃度增大與金屬陽離子在陰極區(qū)結合而沉淀完全;
(4)根據(jù)Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,Cr3++3OH-═Cr(OH)3↓、Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓知0.1mol Cr2O72-,可生成0.2molCr(OH)3,0.6molFe(OH)3,質量為0.6mol×107g/mol+0.2mol×103g/mol =84.8g,故答案為:84.8。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】三氯氧磷(POCl3)常溫下為無色液體,有廣泛應用。近年來三氯氧磷的工業(yè)生產由三氯化磷的“氧氣直接氧化法”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的三氯化磷“氯化水解法”(由氯氣、三氯化磷和水為原料反應得到)。
(1)氧氣直接氧化法產生三氯氧磷的化學方程式是________________;從原理上看,與氯化水解法相比,其優(yōu)點是____________________。
(2)氯化水解法生產三氯氧磷會產生含磷(主要為H3PO4、H3PO3等)廢水。在廢水中先加入適量漂白粉,再加入生石灰將磷元素轉化為磷酸的鈣鹽沉淀并回收。
①漂白粉的主要作用是__________________________。
②下圖表示不同條件下對磷的沉淀回收率的影響(“Ca/P”表示鈣磷比,及溶液中Ca2+與PO43-的濃度比),則回收時加入生石灰的目的是__________________________。
(3)下述方法可以測定三氯氧磷產品中氯元素含量,實驗步驟如下:
Ⅰ.先向一定量產品中加入足量NaOH溶液,使產品中的氯元素完全轉化為Cl-;
Ⅱ._________________________;
Ⅲ.再加入少量硝基苯并振蕩,使其覆蓋沉淀,避免沉淀與水溶液接觸;
Ⅳ.最終加入幾滴NH4Fe(SO4)2溶液后,用NH4SCN溶液沉淀溶液中過量的Ag+,并記錄NH4SCN的用量。
已知相同條件下的溶解度:AgSCN<AgCl。
①步驟Ⅱ的操作為_______________________。
步驟Ⅳ中當溶液顏色變?yōu)開___________色時,即表明溶液中的Ag+恰好沉淀完全
②若取消步驟Ⅲ,會使步驟Ⅳ中增加一個化學反應,該反應的離子方程式是________________;該反應使測定結果偏低,運用平衡原理解釋器原因:___________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】化學與社會、生產、生活密切相關。下列說法正確的是
A. 福爾馬林可用作食品的保鮮劑
B. 把浸泡過KMnO4溶液的硅藻土放在水果箱里可延長水果的保鮮期
C. 變質的油脂有難聞的氣味是因為油脂發(fā)生了加成反應
D. 煤的干餾可得煤油、石蠟和瀝青
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】X、Y、D、E、M、N是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素,其中X是周期表中原子半徑最小的元素,Y元素基態(tài)原子的三個能級上電子數(shù)目相同,E是地殼中含量最多的元素,M是制常見不銹鋼材料的第一主要合金元素,其基態(tài)原子核外的未成對電子數(shù)在同周期元素中最多,N是目前用量最大的金屬元素。
(1)N元素在周期表中的位置是______,M的基態(tài)原子的價層電子排布圖為_____。
(2)Y、D、E三種元素的電負性從大到小的排列順序為________,第一電離能從大到小的排列順序為_______。(均用元素符號表示)。
(3)由X、D兩種元素按原子個數(shù)比為2:1組成的化合物,其中心原子的雜化方式為__________,該化合物屬于___________分子(填“極性”或“非極性”)。
(4)金屬鎳粉在化合物YE氣流中輕微加熱,生成無色揮發(fā)性液態(tài)Ni(YE)4,呈四面體構型。423K時,Ni(YE)4分解為Ni和YE,從而制得高純度的Ni粉。試推測:該液態(tài)物質易溶于下列______中(填字母)。
A.水 B.硫酸鎳溶液 C.苯 D.四氯化碳
(5)某鹽中含NE42-離子,是一種水處理劑,加入稀硫酸后快速生成黃色溶液并釋放出一種無色無味的氣體,請寫出該反應的離子方程式___________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】將下列各組物質按單質、酸、堿、鹽分類順序排列,其中正確的是( )
A.水銀、硫酸、燒堿、硫酸氫鈉
B.碘酒、鹽酸、燒堿、硫酸鋇
C.氧氣、硝酸、純堿、膽礬
D.鐵、醋酸、堿式碳酸銅、氯化銅
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在下列物質中:①Cu ②熔融BaSO4 ③MgO ④CO2 ⑤FeCl3溶液⑥蔗糖晶體 ⑦熔融MgSO4⑧NaCl晶體 ⑨CO(請用序號填空).
屬于堿性氧化物的是 , 屬于酸性氧化物的是 , 屬于電解質的是 , 能導電的是
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上利用軟錳礦(主要成分為MnO2)用來制備“錳白”(MnCO3)和電極材料錳酸鋰(LiO2·2MnO2·Mn2O3),期其工藝流程如下:
(1)“浸出”過程中SO2作用是__________。
(2)為使原料充分利用,濾液中c(Mn2+)應當小于__________mol·L-1。已知:常溫下MnCO3的Kap=9.0×10-12。
(3)寫出軟錳礦與Li2CO3發(fā)生“高溫還原”的化學方程式:____________。
(4)錳酸鋰((LiO2·2MnO2·Mn2O3,M=362g· mol-1)中摻入LiMnO2能大幅提高電容量,實驗室測定某電極材料中兩者配比的操作步驟如下;準確稱取2.012g的試樣于錐形瓶中,加入5mL稀硫酸充分溶解;向上述所得溶液中加入10.00mL2.000mol·L-1草酸鈉(Na2C2O4)標準溶液,攪拌至溶液清亮,并定容至250mL;從容量瓶中取出25.00mL溶液,用0.01mol·L-1KMnO4標準溶液滴定,消耗KMnO4標準溶液20.00mL。
通過計算兩者物質的量之比_____(寫出計算過程)。
已知實驗中設計的相關氧化還原反應如下:
①Mn2++C2O42-→Mn2++2CO2↑②Mn4++C2O42-→Mn2++2CO2↑
③MnO4-+C2O42-+H+→Mn2++2CO2↑(均未配平)
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