.(16分)欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去。三种金属离子生成沉淀的pH如表。 开始沉淀的pH完全沉淀的pHFe(

.(16分)欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去。三种金属离子生成沉淀的pH如表。 开始沉淀的pH完全沉淀的pHFe(

题型:不详难度:来源:
.(16分)欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去。三种金属离子生成沉淀的pH如表。
 
开始沉淀的pH
完全沉淀的pH
Fe(OH)2
7.0
9.0
Fe(OH)3
1.9
3.2
Cr(OH)3
6.0
8.0
 
(1)某含铬废水处理的主要流程如下图所示:

①初沉池中加入明矾作沉降剂,其作用的原理是(用离子方程式表示)           
②请补充并配平以下反应池中发生主要反应的离子方程式:
  Cr2O72-+  HSO3-+    ==   Cr3++   SO42-+    H2O。
③根据“沉淀法”和“中和法”的原理,向沉淀池中加入NaOH溶液,此过程中发生主要反应的离子方程式是:H++OH-=H2O和                        。证明Cr3+沉淀完全的方法是                           
(2)工业可用电解法来处理含Cr2O72-废水。实验室利用如图模拟处理含Cr2O72-的废水,阳极反应是Fe-2e-=Fe2+,阴极反应式是2H++2e-=H2↑。

①Fe2+与酸性溶液中的Cr2O72-反应的离子方程式是                             
②上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从其对水的电离平衡角度解释其原因            
                   
③若溶液中含有0.01mol Cr2O72-,则阳离子全部生成沉淀的物质的量是_______mol。
答案
32.(16分)
(1)(8分)①Al3++3H2OAl(OH)3+3H+(2分,化学式、系数各1分)
1 Cr2O72-+ 3 HSO3-+ 5H+ = 2 Cr3++ 3 SO42-+ 4 H2O(2分。写出H+1分,系数全部正确1分)
③Cr3++ 3OH-=Cr(OH)3↓(2分,化学式、系数各1分) 取沉淀后的上层清液测定其pH(1分),若pH≥8,则沉淀完全(1分)
(2)(8分)①Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O(3分,化学式2分,系数1分)  ②水中的H+在阴极区放电(1分),H+浓度减小促使水的电离平衡向右移动(1分),OH-浓度增大与金属阳离子在阴极区结合而沉淀完全(1分)  ③0.08(2分。说明:含铬和铁两种氢氧化物沉淀)
解析

试题分析: (1)①明矾是含有12个结晶水的KAl(SO4)2,该物质可做净水剂,此处加入该物质主要是利用其中的铝离子水解使溶液呈酸性,同时生成的氢氧化铝吸附杂质沉淀起到沉降杂质净化溶液的目的,所以此处考查的是铝离子的水解反应方程式,Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
②此氧化还原反应中Cr2O72- 中铬的化合价+6→+3,HSO3- 中的S的化合价+4→+6,所以根据电子守恒配平发生化合价变化的的物质的,然后根据方程式前面少O的原则,前面所缺项应为H+,所以再根据电荷守恒配平方程式得1 Cr2O72-+ 3 HSO3-+ 5H+ = 2 Cr3++ 3 SO42-+ 4 H2O。
③题中流程可以看出,向沉淀池中加入氢氧化钠是为了沉淀得到Cr(OH)3 ,因此题干中所谓的沉淀法和中和法,主要是加入氢氧化钠能够首先中和溶液中的H+,其次能与溶液中的Cr3+结合生成Cr(OH)3 沉淀,因此此处发生的反应离子方程式除了H++OH-=H2O外,还有Cr3++ 3OH-=Cr(OH)3↓。若要证明Cr3+沉淀完全,则可以根据表中给的数据,Cr3+沉淀完全时的pH值等于8.0,若Cr3+沉淀完全,则用pH计可以测得溶液的pH值为8.0。
(2)①Fe2+ 具有还原性,酸性溶液中的Cr2O72- 强氧化性,二者容易发生氧化还原反应,因为此处是在处理酸性溶液中的Cr2O72- ,因此此出也是利用上题的沉淀法把Cr2O72-还原+3,价,然后沉淀除去,所以此反应的方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
②该电解反应的阳极铁电极主要发生氧化反应溶解产生亚铁离子还原Cr2O72- ,而阴极则主要是溶液中水电离的H+得到电子被还原,所以由于溶液中水电离的H+反应了,H+浓度减小水的电离平衡右移,OH-浓度增大,与金属阳离子Cr3+、Fe3+结合生成沉淀。
③根据①中反应的离子方程式可知,生成的金属阳离子比例关系是2Cr3+~6Fe3+ ,因此若含有0.01mol Cr2O72-,则会生成Cr3+ 0.02mol,Fe3+ 有0.06mol,因此总共会生成0.08mol的沉淀。
举一反三
(14分)氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下:

依据上图完成下列问题:
在电解过程中,阴极上生成气体的电子式为     
(2)精制过程中除去阳离子中的Ca2+、Mg2+等杂质,除去Mg2+的离子方程式为       
(3)精制过程要除去SO42-,可选择下列溶液中的      (填字母序号)
a. Ba(OH)2           b.Ba(NO3)2          c.BaCl2
(4)在实际生产中也可以用BaCO3除去SO42-(已知溶解度BaSO4<BaCO3),试用平衡移动原理加以解释:     
(5) 脱盐工作中,利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过蒸发、冷却、     (填操作名称)而制得50%的NaOH溶液。
(6)写出电解饱和食盐水的离子方程式:                          
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下图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是
A.a为负极、b为正极B.a为阳极、b为阴极
C.电解过程中,d电极质量增加D.电解过程中,氯离子浓度不变

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以石墨为电极,电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是
A.阴极附远溶液呈红色B.阴极逸出气体
C.阳极附近溶液呈蓝色D.溶液的pH变小

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(15分)(1)铅是碳的同族元素,比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第    周期.第   族;PbO2的酸性比CO2的酸性     (填“强”或“弱”)。
(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为                                 
(3)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为                           ;PbO2也可以通过石墨为电极,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生反应的电极反应式为                ,阴极上观察到的现象是               ;若电解液中不加入Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式为                      ,这样做的主要缺点是                  
(4)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示,已知失重曲线上的a点为样品失重的4.0%(即样品起始质量—a点固体质量/样品起始质量×100%)的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2 ·nPbO,列式计算x值和m:n值       

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下列说法不正确的是
A.光催化还原水制氢比电解水制氢更节能环保、更经济
B.氨氮废水(含NH4+及NH3)可用化学氧化法或电化学氧化法处理
C.某种光学检测技术具有极高的灵敏度,可检测到单个细胞(V=1012L)内的数个目标分子,据此可推算该检测技术能测量到细胞内浓度约为1012~1011mol·L1的目标分子
D.向汽油中添加甲醇后,该混合燃料的热值不变

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