铬及其化合物在现代工业上的应用广泛,可用于电镀,鞣制羊毛,皮革;铬还用于照相材料,胶版印刷及化工触媒剂等。但化工废料铬渣对人体健康有很大危害。Ⅰ:某工厂对制革工

铬及其化合物在现代工业上的应用广泛,可用于电镀,鞣制羊毛,皮革;铬还用于照相材料,胶版印刷及化工触媒剂等。但化工废料铬渣对人体健康有很大危害。Ⅰ:某工厂对制革工

题型:不详难度:来源:
铬及其化合物在现代工业上的应用广泛,可用于电镀,鞣制羊毛,皮革;铬还用于照相材料,胶版印刷及化工触媒剂等。但化工废料铬渣对人体健康有很大危害。
Ⅰ:某工厂对制革工业污泥中Cr(III)回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3、Al3+、Ca2+、Mg2+):

部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
阳离子
Fe3+
Fe2+
Mg2+
Al3+
Cu2+
Cr3+
开始沉淀时的pH
1.9
7.0
——
——
4.7
——
沉淀完全时的pH
3.2
9.0
11.1
8
6.7
9 (>9溶解)
 
(1)实验室用18.4 mol·L-1的浓硫酸配制250 mL 4.8 mol·L-1的硫酸溶液,所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和吸量管(一种能精确量取一定体积液体的仪器)外,还需                     
(2)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是                 (至少答一点)。
(3)调节溶液的pH=8是为了除去             离子。钠离子交换树脂的原理为:
Mn+nNaR→MRn+nNa,被交换的的杂质离子是             
(4)Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH(aq)
常温下,Cr(OH)的溶度积Ksp= c(Cr3+)• c3(OH)=1032,要使c(Cr3+)降至105mol/L,溶液的pH应调至         
(5)还原过程发生以下反应(请配平):    Na2Cr2O7     SO2         
=     Cr(OH) (H2O)5SO4    Na2SO4
Ⅱ:工业废水中常含有一定量的Cr2O72和CrO42,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理。
其中一种处理方法为电解法:该法用Fe做电极,电解含Cr2O72的酸性废水,随着电解进行,阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。用Fe做电极的原因为
                                                                         
在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)                         
答案

Ⅰ:(1)250ml容量瓶、胶头滴管
(2)①升高反应温度,②搅拌,③过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取),④适当延长浸取时间
(3)Fe3+和Al3+;    Ca2+、Mg2+
(4)5
(5)1,3,11H2O,2,1
Ⅱ:阳原反应为Fe-2e-=Fe2+,提供还原剂Fe2+,2H++2e-=H2
解析

试题分析:(1)浓硫酸稀释、冷却至室温所得溶液需要转移入250mL容量瓶,定容时需要胶头滴管;(2)搅拌、振荡、升温、延长浸取时间、多次浸取等条件都可以提高浸取率;(3)酸浸、过滤步骤可以除去大部分的Ca2+,因为Ca2++SO42—=CaSO4↓;氧化步骤可以除去Fe2+,因为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;而pH=8的目的是除去Fe3、Al3+,因为表中Fe3、Al3+完全沉淀的pH分别是3.2、8;根据钠离子交换树脂的原理,Ca2+2NaR→CaR2+2Na,Mg2+2NaR→MgR2+2Na,则被交换的杂质离子是Ca2+、Mg2+;(4)若c(Cr3+)=10—5mol/L,则Ksp=10—5×c3(OH)=10—32,c(OH)=10—9 mol/L;Kw=10—14,c(H+)= Kw/c(OH)=10—5 mol/L,则pH=—lg10—5=5;(5)铬元素由+6价降为+3价,硫元素由+4价升为+6价,先根据最小公倍数法配平氧化剂、还原剂、还原产物和氧化产物的系数,然后再用观察法或原子个数守恒确定另一种反应物及其系数,即1Na2Cr2O7+3SO2+11H2O=2Cr(OH) (H2O)5SO4+1Na2SO4;铁作阳极,本身发生氧化反应:Fe—2e=Fe2+,被腐蚀并产生具有还原性的亚铁离子;Fe2+能将Cr2O72还原,即6Fe2++1Cr2O72+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O;H+移向阴极,并在阴极上发生还原反应:2H++2e=H2↑,因此阴极附近溶液酸性减弱,pH升高。
举一反三
纳米氧化镁具有特殊的热、光、电、力学和化学等性能,有广泛的应用前景。下图是利用海水制盐的副产品制备纳米氧化镁的流程图。

(1)操作I包括蒸发结晶、____________。
(2)操作I后得到的母液中镁离子浓度为1.8×103 mol·L1,要使镁离子产生沉淀,溶液的pH最低应为_____________。(已知:Ksp[Mg(OH)2]= 1.8×1011)
(3)反应I中CO(NH2)2与H2O反应生成CO2和NH3·H2O,还发生另一主要化学反应的离子方程式为______________________________。
(4)某科研小组研究反应I在378K~398K时的反应时问、反应物的物质的量配比等因素对制备纳米氧化镁产率的影响。请完成以下实验设计表:
实验
编号
T/K
反应
时间/h
反应物的物质的量配比
n[CO(NH2)2]∶n[MgCl2•6H2O]
实验目的

378
3
3∶1
(I)实验①和③探究探究反应物的物质的量配比对产率的影响;
(II)实验②和④探究        
(III)实验②和  探究反应时间对产
率的影响。

378
4
4∶1

378
3
        

398
4
4∶1
 
(5)下图为反应的温度对纳米MgO产率的影响。请归纳出温度对纳米MgO产率的影响规律________________________________。

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下列装置所示的实验中,能达到实验目的的是
A.除去Cl2中的HClB.电解制氯气和氢气
C.实验室制氨气D.分离碘酒中的碘和酒精

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NiSO4•6H2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于化学镀镍、生产电池等,可由电镀废渣(除含镍外,还含有:Cu、Zn、Fe、Cr等元素的化合物杂质)为原料获得。有关工艺流程如下:

(1)往废渣中加H2SO4酸漫,要充分搅拌,其目的是                   
(2)加Na2S的目的是除去铜、锌等杂质,请写出除去Cu2+的离子方程式            
(3)加6%的H2O2时,温度不能过高,其目的是                        
(4)除铁方法:用H2O2充分氧化后,再用NaOH控制pH值2~4范围内生成氢氧化铁沉淀。在上述方法中,氧化剂可用NaClO3代替,用NaClO3氧化Fe2+的离子方程式为                                       
(5)上述流程中滤液III的溶质的主要成分是:                   
(6)操作I包括以下过程:过滤,用H2SO4溶解,                             、过滤、洗涤获得产品。
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铜是一种重要的金属元素,位于元素周期表第ⅠB族,+1价的铜与氯离子结合的生成的CuCl是一种难溶物质,但它可与过量的Cl形成可溶于水的络离子[CuCl2]。含铜最丰富的天然资源是黄铜矿(CuFeS2)。
(1)目前有一种湿法冶炼技术,以黄铜矿为主要原料来生产铜、铁红颜料和可用于橡胶硫化的硫单质,原料的综合利用率较高。其主要流程如下:

①请完成反应Ⅰ中FeCl3与CuFeS2反应的化学方程式:
CuFeS2 +       FeCl3 =             +4          + 2S。
②写出反应Ⅳ中发生反应的离子方程式:
                                                                          
③反应Ⅲ是FeCO3在空气中煅烧,其化学方程式是
                                                                          
④已知Cu+在反应V中发生自身氧化还原反应,歧化为Cu2+和Cu。则反应Ⅴ所得溶液A中含有的溶质有                                   
(2)传统工艺从黄铜矿冶炼粗铜的技术,是将精选后的富铜矿砂与空气在高温下煅烧,使其转变为铜。与上面湿法冶炼技术方法比较,新方法的优点是                                                                        
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利用 Y 型管与其它仪器组合可以进行许多实验(固定装置略)。分析并回答下列问题:

(1)实验目的:验证SO2的氧化性。将胶头滴管中浓硫酸分别滴入 Y型管的两个支管中,所产生的两种气体相遇发生反应:SO2+2H2S=3S+2H2O,则在支管交叉处实验现象为                                                        ,硫化亚铁处加水的目的是                                                
(2)实验目的:探究 SO2与BaCl2反应生成沉淀的条件。SO2通入BaCl2溶液并不产生沉淀,再通入另一种气体后就产生了白色沉淀。常温下,若由右侧 Y型管产生另一种气体,则在其左右支管应放置的药品是                       ,导气管A的作用是                                                      
(3)实验目的:铁镁合金中铁含量的测定。①读取量气管中数据时,若发现水准管中的液面高于量气管中液面,应采取的措施是                                       ;②若称得铁镁合金的质量为 0.080g,量气管中初读数为1.00mL,末读数为 45.80mL(已折算为标准状况),则合金中铁的百分含量为              (精确到0.01%)。
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