【題目】含+6價(jià)鉻的廢水毒性強(qiáng),對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重;S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+
(1)將吸收塔中1mol Cr2O72-與SO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式補(bǔ)全。
Cr2O72-(aq) + __SO2(g) + ___ ___ + ___ +___ ΔH = -1145 kJ/mol
(2)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 = 4左右的原因是________。
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)
(3)其他條件不變,研究溫度對(duì)Cr(+6)去除率的影響(如圖1所示)。
30min前相同時(shí)間內(nèi),80℃的Cr(+6)去除率比40℃高,30min后80℃的Cr(+6)去除率低,原因分別是_______;_______。
(4)圖2為Cr(+3)微粒物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溶液pH的變化關(guān)系示意圖,中和池中應(yīng)控制pH范圍為_________。
(5)廢水中Cr(+6)總濃度為a×10-3 mol/L,處理1000 L廢水,去除率要求達(dá)到99.95%,理論上需要SO2物質(zhì)的量為_________mol(寫計(jì)算式)。
【答案】3 2H+(aq) 2Cr3+(aq) 3SO42-(aq) H2O(l) pH越大,Cr(+6)的去除率降低,反應(yīng)速率越慢 與pH=2相比,pH=4時(shí),Cr(+6)的去除率已達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn),控制pH=4左右可減少中和池中NaOH的用量,節(jié)約成本 b 30min前,Cr(+6)去除率主要由反應(yīng)速率決定,溫度高反應(yīng)速率快,因此80℃的去除率更高 30min后,Cr(+6)去除率主要有反應(yīng)限度決定,Cr2O72-與SO2的反應(yīng)放熱,溫度越高,K越小,因此80℃的去除率比40℃低。 8~9.5左右 1.5a×99.95%
【解析】
Cr(+6)在酸性環(huán)境下主要以Cr2O72-形式存在,將具有強(qiáng)還原性的二氧化硫氣體通入吸收塔與Cr(+6)發(fā)生氧化還原反應(yīng),將Cr(+6)降價(jià)生成Cr3+,中和池中加入NaOH使其生成氫氧化物沉淀除去。
(1)氧化還原反應(yīng)離子方程式配平,利用得失電子數(shù)相等和原子守恒配平;熱化學(xué)方程式書寫注意注明狀態(tài);
(2)①根據(jù)表格可以得出隨pH的增大Cr(+6)去除率的變化和去除所需時(shí)間。
②從速率、去除率、消耗原料幾個(gè)角度綜合分析;
③a.根據(jù)勒夏特例原理分析;b.k的變化只與溫度有關(guān);c.氧化還原角度分析;
(3)從速率和平衡兩個(gè)角度分析;
(4)找出Cr(OH)3物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最大的pH范圍即可;
(5)利用得失電子數(shù)相等進(jìn)行計(jì)算。
(1)三步法配平:①根據(jù)化合價(jià)升降相等,配平化合價(jià)發(fā)生變化的元素②根據(jù)左右兩邊電荷守恒配平,酸性添加氫離子,堿性氫氧根離子 ③根據(jù)原子守恒配平添加水;熱化學(xué)方程式書寫注意注明狀態(tài),Cr2O72-(aq) + 3SO2(g) + 2H+(aq) 2Cr3+(aq) +3SO42-(aq)+H2O(l) ΔH = -1145 kJ/mol;
答案:3 2H+(aq) 2Cr3+(aq) 3SO42-(aq) H2O(l)
(2)①根據(jù)表格可以得出結(jié)論,隨著pH的升高,Cr(+6)的去除率降低,反應(yīng)速率變慢;
答案:pH越大,Cr(+6)的去除率降低,反應(yīng)速率越慢
②實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)該從節(jié)省原料,條件易控角度分析,控制pH = 4左右的原因是Cr(+6)的去除率已達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn),控制pH=4左右可減少中和池中NaOH的用量,節(jié)約成本;
答案:Cr(+6)的去除率已達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn),控制pH=4左右可減少中和池中NaOH的用量,節(jié)約成本
③a.根據(jù)題干信息Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+,該酸性含鉻廢水中一定含有CrO42-,pH增大相當(dāng)于減小氫離子濃度,平衡正向移動(dòng),CrO42-含量越高,故不選a;
b.K的變化只與溫度有關(guān),壓強(qiáng)無(wú)影響,故選b;
c.SO32-、Fe2+等也具有強(qiáng)還原性,可以與Cr(+6)發(fā)生氧化還原反應(yīng),用于除去Cr(+6),故不選c;
答案:b
(3)仔細(xì)觀察圖像可以發(fā)現(xiàn)前30min,80℃單位時(shí)間內(nèi)去除率越高,反應(yīng)速率越快;30min后去除率后面幾乎不發(fā)生變化,說明達(dá)到了平衡,40℃時(shí)去除率要高,從平衡角度分析。
答案:30min前,Cr(+6)去除率主要由反應(yīng)速率決定,溫度高反應(yīng)速率快,因此80℃的去除率更高;30min后,Cr(+6)去除率主要有反應(yīng)限度決定,Cr2O72-與SO2的反應(yīng)放熱,溫度越高,K越小,因此80℃的去除率比40℃低。
(4)Cr(+3)是以氫氧化鉻沉淀形式除掉,所以根據(jù)圖像選擇氫氧化鉻物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最大的pH范圍;
答案:8~9.5左右
(5)利用氧化還原反應(yīng)得失電子數(shù)相等列關(guān)系式可知
2Cr(+6) ~ 3SO2
2mol 3mol
a×10-3 mol/L×1000L×99.95% n(SO2)
計(jì)算得 n(SO2)=3mol×a×10-3 mol/L×1000L×99.95%/(2mol ) = 1.5a×99.95%mol;
答案:1.5a×99.95%
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】為了科學(xué)飲食,了解一些與食品相關(guān)的化學(xué)知識(shí)是必要的。
(1)油炸蝦條、薯片等容易擠碎的食品,不宜選用真空袋裝,而應(yīng)采用充氣袋裝。下列氣體中不應(yīng)該充入的是________(填序號(hào),下同)。
A.氮?dú)?/span> B.二氧化碳
C.空氣 D.氧氣
(2)為使以面粉為原料的面包松軟可口,通常用碳酸氫鈉作發(fā)泡劑,因?yàn)樗?/span>________。
A.熱穩(wěn)定性差 B.增加甜味
C.產(chǎn)生二氧化碳 D.提供鈉離子
(3)能直接鑒別氯化鈉和葡萄糖兩種未知濃度溶液的方法是________。
A.觀察顏色 B.測(cè)量比值
C.加熱灼燒 D.分別聞味
(4)苯甲酸鈉是常用的食品防腐劑,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖。以下對(duì)苯甲酸鈉描述錯(cuò)誤的是________。
A.屬于鹽類 B.能溶于水
C.屬于烴類 D.不易分解
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是( )
A. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-801.3kJ/mol 結(jié)論:CH4的燃燒熱為801.3kJ/mol
B. Sn(s,灰) Sn(s,白) ΔH=+2.1kJ/mol(灰錫為粉末狀)結(jié)論:錫制品在寒冷的冬天因易轉(zhuǎn)化為灰錫而損壞
C. 稀溶液中有:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol結(jié)論:將鹽酸與氨水的稀溶液混合后,若生成1mol H2O,則會(huì)放出57.3kJ的能量
D. C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1C(s,金剛石)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-395kJ·mol-1 結(jié)論:相同條件下金剛石性質(zhì)比石墨穩(wěn)定
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】T ℃時(shí),在2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。下列描述正確的是( )
A. 平衡時(shí)X、Y的轉(zhuǎn)化率相同
B. 達(dá)到平衡后將容器體積壓縮為1 L平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
C. T ℃時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)+Y(g)2Z(g),平衡常數(shù)K=40
D. T ℃時(shí),若起始時(shí)X為0.71 mol,Y為1.00 mol,則平衡時(shí)Y的轉(zhuǎn)化率約為60%
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】高分子化合物M的合成路線如下:
已知:
(1)A中含氧官能團(tuán)的名稱是______。
(2)反應(yīng)①的試劑和條件為_______,B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______。
(3)D為酯類,以乙醛為原料,寫出合成D所涉及的化學(xué)方程式______。
(4)2 D → E + C2H5OH,F中含有醇羥基,寫出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:E________ F________G___
(5)反應(yīng)①~⑥中屬于取代反應(yīng)的有______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在36 g碳不完全燃燒所得氣體中,CO占體積,CO2占體積。且有:
C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
與這些碳完全燃燒相比,損失的熱量是
A. 172.5 kJ B. 1 149 kJ C. 283 kJ D. 517.5 kJ
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)在微生物作用的條件下,NH4+經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO3-。兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:
①第一步反應(yīng)是______________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng),判斷依據(jù)是___________。
②1molNH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的熱化學(xué)方程式是___________________。
(2)已知紅磷比白磷穩(wěn)定,則反應(yīng)P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1;4P(紅磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2;ΔH1和ΔH2的關(guān)系是ΔH1________ΔH2(填“>”、“<”或“=”)。
(3)在298 K、101 kPa時(shí),已知:①2H2O(g)=O2(g)+2H2(g) ΔH1;②Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g) ΔH2;③2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g) ΔH3,則ΔH3與ΔH1和ΔH2之間的關(guān)系正確的是________。
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2
B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
(4)已知:
①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-226 kJ·mol-1,則CO(g)與Na2O2(s)反應(yīng)放出509 kJ熱量時(shí),電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為_____________。
(5)已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g) ΔH=-72 kJ·mol-1,蒸發(fā)1 mol Br2(l)需要吸收的能量為30 kJ,其他相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
則表中a=________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,濃度均為1.0 mol·L-1的NH3·H2O和NH4Cl混合溶液10 mL,測(cè)得其pH為9.3。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A. 加入適量的NaCl,可使c(NH)=c(Cl-)
B. 滴加幾滴濃氨水,c(NH)減小
C. 滴加幾滴濃鹽酸,的值減小
D. 1.0 mol·L-1的NH4Cl溶液中c(NH)比該混合溶液中的大
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】為了驗(yàn)證濃硫酸和木炭粉在加熱條件下產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物,某同學(xué)選用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。下列說法錯(cuò)誤的是
A. B裝置用來檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否有水蒸氣
B. 拆除E裝置也能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
C. F裝置中出現(xiàn)白色渾濁證明產(chǎn)物中一定有CO2生成
D. C裝置用來檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否有SO2生成
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