环境中常见的重金属污染物有:汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中含有的Cr2O72-和CrO42-,常用的方法为还原沉淀法,该法的工艺流程为CrO42-H+①转化
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环境中常见的重金属污染物有:汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中含有的Cr2O72-和CrO42-,常用的方法为还原沉淀法,该法的工艺流程为CrO42-H+①转化Cr2O72-Fe2+②还原Cr3+OH-③沉淀Cr(OH)3↓。 其中第①步存在平衡2CrO42- (黄色)+2H+Cr2O72- (橙色)+H2O。 (1)写出第①步反应的平衡常数表达式 。 (2)关于第①步反应,下列说法正确的是 。 A.通过测定溶液的pH可以判断反应是否已达到平衡状态 B.该反应为氧化还原反应 C.强酸性环境,溶液的颜色为橙色 (3)第②步中,还原0.1 mol Cr2O72-,需要 mol的FeSO4·7H2O。 (4)第③步除生成Cr(OH)3外,还可能生成的沉淀为 。 (5)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)3的溶度积Ksp=10-32,当c(Cr3+)降至10-5 mol/L,认为c(Cr3+)已经完全沉淀,现将第③步溶液的pH调至4,请通过计算说明Cr3+是否沉淀完全(请写出计算过程): 。 |
答案
(1)K= (2)AC (3)0.6 (4)Fe(OH)3 (5)当pH调至4时,c(OH-)=10-10 mol/L,c(Cr3+)=10-32/c3(OH-) =10-2 mol/L>10-5 mol/L,因此Cr3+没有沉淀完全 |
解析
(1)因H2O是纯液态物质,其浓度视为常数,故第①步反应的平衡常数表达式为K=c(Cr2O72-)/[c2(CrO42-)·c2(H+)]。 (2)利用反应①可知,反应正向进行时,溶液pH增大,故pH不变时说明反应达到平衡,A项正确;CrO42-和Cr2O72-中Cr均为+6价,该反应不是氧化还原反应,B项错误;在酸性环境中,溶液中c(Cr2O72-)较大,溶液呈橙色,C项正确。 (3)在第②步反应中Cr2O72-被还原为Cr3+,0.1 mol Cr2O72-被还原时转移电子的物质的量为0.1 mol×2×(6-3)=0.6 mol,而还原剂Fe2+被氧化为Fe3+,故需要消耗0.6 mol FeSO4·7H2O。 (4)在第②步反应中Fe2+被氧化为Fe3+,故第③步还有Fe(OH)3生成。 |
举一反三
有一处于平衡状态的反应:X(s)+3Y(g) 2Z(g);ΔH<0。为了使平衡向生成Z的方向移动,应选择的条件是( ) ①高温;②低温;③高压;④低压;⑤加正催化剂;⑥分离出Z |
一定温度下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是( )A.单位时间内生成n mol A2的同时生成n mol AB | B.容器内的总压强不随时间的变化而变化 | C.单位时间内生成2n mol AB的同时生成n mol B2 | D.单位时间内生成n mol A2的同时生成n mol B2 |
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某可逆反应正向反应过程中能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应为吸热反应 | B.当反应达到平衡时,降低温度,A的转化率减小 | C.升高温度平衡常数K增大;压强增大,平衡向正反应方向移动 | D.加入催化剂,反应速率增大,E1减小,E2减小,反应热不变 |
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合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol,据此回答以下问题: (1)①该反应的化学平衡常数表达式为K= 。 ②根据温度对化学平衡的影响规律可知,对于该反应,温度越高,其平衡常数的值越 。 (2)某温度下,若把10 mol N2与30 mol H2置于体积为10 L的密闭容器内,反应达到平衡状态时,测得混合气体中氨的体积分数为20%,则该温度下反应的K= (可用分数表示)。能说明该反应达到化学平衡状态的是 (填字母)。 a.容器内的密度保持不变 b.容器内压强保持不变 c.v正(N2)=2v逆(NH3) d.混合气体中c(NH3)不变 (3)对于合成氨反应而言,下列有关图像一定正确的是(选填序号) 。
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反应aA(g)+bB(g)cC(g)(ΔH<0)在等容条件下进行。改变其他反应条件,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示:
回答问题: (1)B的平衡转化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是 ,其值是 ; (2)由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是 ,采取的措施是 ; (3)比较第Ⅱ阶段反应温度(T2)和第Ⅲ阶段反应温度(T3)的高低:T2 T3(填“>”、“<”、“=”),判断的理由是 。 |
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