10.重金屬元素鉻的毒性較大,含鉻廢水需經(jīng)處理達(dá)標(biāo)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Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,且酸性較強(qiáng).為回收利用,通常采用如下流程處理:

注:常溫下,部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時所需的pH,如下表:
氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2Al(OH)3Cr(OH)3
pH3.79.611.189
(1)氧化過程中可代替H2O2加入的試劑是A(填序號,下同)
A.Na2O2         B.HNO3          C.FeCl3            D.KMnO4
(2)加入NaOH溶液調(diào)整溶液pH=8時,除去的離子是AB;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(zhì)離子是CD
A.Fe3+          B.Al3+           C.Ca2+             D.Mg2+
(3)還原過程在酸性條件下進(jìn)行,每消耗0.8mol Cr2O72-轉(zhuǎn)移4.8mol e-,該反應(yīng)離子方程式為3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O.
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,該法用Fe作電極電解含Cr2O72-的酸性廢水,隨著電解進(jìn)行,在陰極附近溶液pH升高,產(chǎn)生Cr(OH)3溶液.
(1)電解時能否用Cu電極來代替Fe電極?不能(填“能”或“不能”),理由是因陽極產(chǎn)生的Cu2+不能使Cr2O72-還原到低價態(tài).
(2)常溫下,Cr(OH)3的溶度積Ksp=1×10-32,溶液的pH應(yīng)為5時才能使c(Cr3+)降至
10-5 mol•L-1

分析 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(diào)節(jié)pH=8,則Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)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(diào)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,注意不能引入新的雜質(zhì);
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷;通過鈉離子交換樹脂,除去Ca2+和Mg2+;
(3)每消耗0.8mol Cr2O72-轉(zhuǎn)移4.8mol e-,則1molCr2O72-轉(zhuǎn)移6mol電子,所以生成Cr3+,S2O32-被氧化為SO42-+,結(jié)合得失電子守恒和原子守恒寫出離子方程式;
II.(1)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(yīng);
(2)根據(jù)溶度積常數(shù)以及水的離子積常數(shù)來進(jìn)行計算.

解答 解: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(diào)節(jié)pH=8,則Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)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(diào)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(zhì),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(zhuǎn)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(zhuǎn)移4.8mol e-,則1molCr2O72-轉(zhuǎn)移6mol電子,所以生成Cr3+,S2O32-被氧化為SO42-+,則反應(yīng)的離子方程式為:3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O;
故答案為:3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O;
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(yīng),
故答案為:不能;因陽極產(chǎn)生的Cu2+不能使Cr2O72-還原到低價態(tài);
(2)當(dāng)c(Cr3+)=10-5mol/L時,溶液的c(OH-)=$\root{3}{\frac{10{\;}^{-32}}{10{\;}^{-5}}}$=10-9 mol/L,
c(H+)═$\frac{10{\;}^{-14}}{10{\;}^{-9}}$=10-5mol/L,pH=5,
即要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH應(yīng)調(diào)至5,
故答案為:5.

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)分離提純的操作及方法應(yīng)用、電解原理、難溶物溶度積的計算等,題目難度較大,涉及的知識點(diǎn)較多,注意掌握電解原理、難溶物溶度積的概念及計算方法,試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計算能力.

練習(xí)冊系列答案
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20.龍膽酸甲酯(結(jié)構(gòu)如圖所示)是制備抗心律失常藥物氟卡尼的中間體.正確的是( 。
A.分子式為C8H6O4
B.所有的碳原子可能在同一平面內(nèi)
C.能發(fā)生消去反應(yīng)
D.每摩爾龍膽酸甲酯最多與4molH2反應(yīng)

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1.將一定質(zhì)量的鐵、氧化鐵、氧化銅的混合物粉末放入100mL 4.40mol/L鹽酸中,充分反應(yīng)后產(chǎn)生224mL H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),殘留固體1.28g.過濾,濾液中無Cu2+.將濾液加水稀釋到200mL,測得其中c(H+)為0.400mol/L.則原混合物中單質(zhì)鐵的質(zhì)量是(  )
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18.用“>”或“<”填空.
①酸性:H2CO3>H2SiO3,H2SiO3<H3PO4
②堿性:Ca(OH)2>Mg(OH)2,Mg(OH)2>Al(OH)3
③氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:H2O>H2S,H2S<HCl.

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5.如圖所示為元素周期表的一部分,X、Y、W、Z均為短周期元素,其中只有X為金屬元素.下列說法錯誤的是( 。
  W
 X 
A.原子半徑:Z<W<Y<X
B.Z的最高價氧化物的水化物可與其氫化物反應(yīng)
C.最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:Y<W
D.W、Z的氧化物都能與堿反應(yīng)生成鹽和水

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15.下列敘述正確的是(  )
A.甲苯能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而褪色
B.不慎把苯酚溶液沾到了皮膚上,應(yīng)立即用大量水沖洗
C.配制銀氨時,應(yīng)將大量濃氨水一次性加入到少量硝酸銀溶液中
D.用銀氨溶液或新制氫氧化銅來檢驗醛或酮時,均只需要水浴加熱
E.配制氫氧化銅懸濁液時,應(yīng)將少量硫酸銅溶液加入到過量的氫氧化鈉溶液中

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2.短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如圖所示,其中T所處的周期序數(shù)與主族序數(shù)相等,請回答下列問題:
(1)T元素的離子結(jié)構(gòu)示意圖為
(2)元素的非金屬性(原子得電子的能力):Q弱于W(填“強(qiáng)于”或“弱于”).
(3)W的單質(zhì)與其最高價氧化物的水化物濃溶液共熱能發(fā)生反應(yīng),生成兩種物質(zhì),其中一種是氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為S+2H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$3SO2+2H2O
(4)原子序數(shù)比R多1的元素的一種氫化物能分解為它的另一種氫化物,此分解反應(yīng)的化學(xué)方程式是2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$O2↑+2H2O其反應(yīng)物的電子式為.離子半徑T3+<R3-(填“>”、“<”、“=”)
(5)R有多種氧化物,其中甲的相對分子質(zhì)量最。谝欢l件下,2L的甲氣體與0.5L的氧氣相混合,若該混合氣體被足量的NaOH溶液完全吸收后沒有氣體殘留,所生成的R的含氧酸鹽只有一種,則該含氧酸鹽的化學(xué)式是NaNO2

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19.將蔗糖溶于水,配成10%的溶液,分裝在兩個試管中,在第一支試管中加入銀氨溶液,在水浴中加熱沒有變化,原因是蔗糖分子中不含醛基;在第二支試管中,加入幾滴稀H2SO4,再在水浴中加熱,加NaOH中和酸后也加入銀氨溶液,現(xiàn)象是試管內(nèi)壁上產(chǎn)生光亮的銀鏡,原因是蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,葡萄糖含有醛基,能發(fā)生銀鏡反應(yīng).

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1.下列說法正確的是( 。
A.S在純氧中燃燒可生成SO3
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D.CO2通入CaCl2溶液中能產(chǎn)生白色沉淀考點(diǎn):考查S、SO2、CO2的性質(zhì)以及鑒別

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