利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下。其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其
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利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下。
其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。 (1)实验室用18.4 mol·L-1的浓硫酸配制250 mL 4.8 mol·L-1的H2SO4溶液,所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外,还需_______________________ _。 (2)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有_____________________________ ______________________________________________________(答出两点)。 (3)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72—,写出此反应的离子方程式:_____________________________________________________________。 (4)常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:
阳离子
| Fe3+
| Mg2+
| Al3+
| Cr3+
| 开始沉淀时的pH
| 2.7
| -
| -
| -
| 沉淀完全时的pH
| 3.7
| 11.1
| 8
| 9(>9溶解)
| 加入NaOH溶液使溶液呈碱性,Cr2O72—转化为CrO42—。滤液Ⅱ中阳离子主要有________;但溶液的pH不能超过8,其理由是_________________________。 (5)钠离子交换树脂的反应原理为Mn++nNaR―→MRn+nNa+,利用钠离子交换树脂除去的滤液Ⅱ中的金属阳离子是_______________________________。 (6)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式:__________________________________________________。 |
答案
(1)250 mL容量瓶、胶头滴管 (2)升高反应温度、增大固体颗粒的表面积、加快搅拌速度等(答两点即可) (3)2Cr3++3H2O2+H2O===Cr2O72—+8H+ (4)Na+、Mg2+、Ca2+ pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO2—,最终影响Cr(Ⅲ)的回收与再利用 (5)Ca2+、Mg2+ (6)3SO2+2Na2CrO4+12H2O===2CrOH(H2O)5SO4↓+Na2SO4+2NaOH |
解析
(1)结合一定物质的量浓度的溶液的配制步骤即可写出缺少的玻璃仪器,注意容量瓶必须注明规格。(4)加入NaOH溶液调节pH=8,Fe3+、Al3+以Fe(OH)3、Al(OH)3形式沉淀下来,溶液中还有Mg2+、Ca2+及加入的Na+。(5)运用钠离子交换树脂的目的是除去滤液Ⅱ中的Mg2+、Ca2+。 |
举一反三
由美国通用原子能公司(GA)提出的碘硫循环被公认为是效率最高(预期转化率可达50%以上)、最有希望实现的热化学分解物质X的循环。其流程如下:
(1)物质X是_____________(填化学式);在此循环过程中,有一种物质,当作为反应物时只是还原剂,作为生成物时是还原产物,该化合物是__________。 (2)在实验室中进行蒸馏操作时,所需的玻璃仪器为蒸馏烧瓶、温度计、尾接管、锥形瓶、____________。 (3)氧缺位铁酸铜(CuFe2O4-x)可作上述流程中硫酸分解的催化剂。先在一定条件下,向Fe( NO3)3和Cu(NO3)2混合液中加入KOH,制得铁酸铜( CuFe2O4),此反应的化学方程式为:____________;然后在______(填一常见气体)保护下,高温煅烧2h得到CuFe2O3.86,试计算1 mol CuFe2O3.86中Fe2+的物质的量为____mol。 (4)硫酸分解随温度等变化规律的实验结果如图所示,表示没有使用催化剂的曲线是______(填图中数字)。
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由于我国煤储藏量相对比石油和天然气丰富,能源消费以煤为主。将原煤作为燃料燃烧,既严重污染环境,效率又不高,因而国家大力提倡煤的综合利用。实施“煤变油”,其原理之一是先将煤与水蒸气制得水煤气(CO和H2),再催化合成甲醇或烃类等液态能源。 (1)用CO和H2合成甲醇的化学方程式是_________________。 (2)用CO和H2合成烃(CnHm)的化学方程式是__________。 (3)气化和液化的优点是___________________________。 |
某工厂对江水进行净化沉淀、杀菌消毒、降低水的硬度,以获得所需工业用水,则依次选用的试剂和方法是( )。A.Na3PO4、Cl2、离子交换法 | B.石灰、纯碱、漂白粉 | C.明矾、离子交换法、漂白粉 | D.明矾、漂白粉、离子交换法 |
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下列说法中,不正确的是( )。A.蒸馏法淡化海水是将水加热到105 ℃蒸发汽化,然后将蒸气冷凝而得到蒸馏水的方法 | B.天然水里一般溶有Ca2+、Mg2+等金属阳离子,我们把溶有较多量Ca2+、Mg2+的水称为硬水 | C.阳离子交换树脂中的H+可与水中的金属阳离子Mn+交换 | D.阴离子交换树脂中既含有阳离子,又含有阴离子,因此既能与水中的阳离子交换,又能与水中的阴离子交换 |
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地球的海水总量约有1.4×1018 t,是人类最大的资源库 (1)如图利用海水得到淡水的方法为________。
(2)电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如图:
a是电源的________极;I口排出的是________(填“淡水”或“浓水”)。 (3)海水淡化后的浓水中含大量盐分,排入水中会改变水质,排到土壤中会导致土壤盐碱化,故不能直接排放,可以与氯碱工业联产。 ①电解前需要把浓水精制,加入试剂的顺序为___________________________________; ②用离子交换膜电解槽电解食盐水的化学方程式为 _________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)铀是核反应最重要的燃料,其提炼技术直接关系着一个国家核工业或核武器的发展水平,海水中铀以UCl4形式存在,每吨海水只含3.3 mg铀,海水总量极大,铀总量相当巨大。不少国家正在探索海水提铀的方法。现在,已经研制成功了一种螯合型离子交换树脂,它专门吸附海水中的铀,而不吸附其他元素。其反应原理为________(树脂用HR代替),发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液,其反应原理为_______________________________________________________________________________________________________________________________。 |
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