(共11分)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的伤害,必须进行处理。常用的处理方法有两种。方法l:还原沉淀法该
题型:不详难度:来源:
(共11分)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的伤害,必须进行处理。常用的处理方法有两种。 方法l:还原沉淀法 该法的工艺流程为: 其中第①步存在平衡:2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O (1)若平衡体系的pH=2,则溶液显 色。 (2)能说明第①步反应达平衡状态的是 。 A.Cr2O2- 7和CrO2- 7的浓度相同 B.2v(Cr2O2- 7)=v(CrO2- 4) C.溶液的颜色不变 (3)第③步生成的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)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)•c3(OH-)=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至 。 方法2: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,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。 (4)用Fe做电极的原因为 。 (5)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应式解释) 。溶液中同时生成的沉淀还有 。 |
答案
(共11分)(1)橙 (1分);(2)C(2分); (3)5(2分); (4)阳极反应为Fe-2e-=Fe2+(2分);提供还原剂Fe2+(1分) (5)2H+ +2e-=H2↑(2分);Fe(OH)3 (1分) |
解析
试题分析:(1)pH=2说明溶液显酸性,平衡向正反应方向移动,Cr2O72—的浓度会增大,所以溶液显橙色。 (2)在一定条件下的可逆反应里,当正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度与生成物的浓度不再改变时,该可逆反应就到达化学平衡状态。平衡时浓度不再发生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,因此选项A不正确;在任何情况下Cr2O72—和CrO42—的反应速率之比总是满足1:2,因此选项B也不正确;颜色的深浅与浓度有关系,溶液颜色不再改变,这说明Cr2O72—和CrO42—的浓度不再发生改变,因此可以说明反应已经达到化学平衡状态,C正确,答案选C。 (3)由溶度积常数的表达式Ksp=c(Cr3+)·c3(OH—)=10-32可知,当c(Cr3+)=10-5mol/L时,c(OH—)=10-9mol/L,所以pH=5。 (4)Cr2O72—要生成Cr(OH)3沉淀,必需有还原剂,而铁做电极时,在阳极上可以失去电子产生Fe2+,阳极方程式为Fe-2e-=Fe2+。 (5)在电解池中阳离子在阴极得到电子,在溶液中由于H+得电子得能力强于Fe2+的,因此阴极是H+放电,方程式为2H++2e-=H2↑。随着电解的进行,溶液中的H+浓度逐渐降低,水的电离被促进,OH-浓度逐渐升高。由于Fe2+被Cr2O72—氧化生成Fe3+,当溶液碱性达到一定程度时就会产生Fe(OH)3沉淀。 |
举一反三
一定条件下,在固定容积密闭容器中发生可逆反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述中正确的是A.达到化学平衡时,化学反应速率的关系是2v逆(NH3)=3v正 (H2O) | B.达到化学平衡时,NH3、O2、NO、H2O物质的量之比为4∶5∶4∶6 | C.混合气体的密度一定时,该化学反应达到化学平衡 | D.若单位时间内生成x mol NO的同时,生成x mol NH3,则反应达到平衡状态 |
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(8分)一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。根据题意完成下列问题:
(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=_________________,升高温度,K值___________(填“增大”、“减小”或“不变”),平衡向 方向移动。 (2)在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=________________。 (3)在其他条件不变的情况下,将处于E点的体系体积压缩到原来的1/2,下列有关该体系的说法正确的是________(选填选项字母)。A.氢气的浓度减少 | B.正反应速率加快,逆反应速率也加快 | C.甲醇的物质的量增加 | D.重新平衡时增大 | (4)据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,原因是____________________________________________(用化学方程式表示)。 |
一定条件下,在一固定容积密闭容器中发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若开始时只充入2a mol NH3,达到平衡时,混合气体的压强比起始时增大了40%。若开始时充入a mo N2和3a mol H2的混合气体,求: (1)达到平衡时H2的转化率; (2)平衡时NH3在混合气体中的体积分数。 |
在一定条件下,对于密闭容器中进行的可逆反应A(g)+3B(g)2C(g),下列说法中,能说明这一反应已经达到化学平衡状态的是A.A、B、C的分子数之比为1∶3∶2 B.A、B、C的浓度相等 C.单位时间生成 n mol A,同时生成 3n mol B D.生成C的速率与C分解的速率相等 |
合成氨对农业生产及国防建设均具有重要意义。 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H = -92 kJ·mol-1 (1)在恒温恒容密闭容器中进行的合成氨反应,下列能表示达到平衡状态的是_______ a.混合气体的压强不再发生变化 b.混合气体的密度不再发生变化 c.反应容器中N2、NH3的物质的量的比值不再发生变化 d.单位时间内断开a个H-H键的同时形成3 a个N-H键 e.三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比 (2)在恒温恒容的密闭容器中,合成氨反应的各物质浓度变化曲线如下图所示。请回答下列问题:
① 表示N2的浓度变化的曲线是 (选填曲线代号“A”、“B”或“C”)。 ② 前25 min 内,用H2的浓度变化表示的化学反应平均速率是 。 ③在25 min 末反应刚好达到平衡,则该温度下反应的平衡常数K = (计算结果可用分数表示)。若升高温度,该反应的平衡常数值将___ ____(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)在第25 min 末,保持其它条件不变,若升高反应温度并设法保持该温度不变,在第35 min末再次达到平衡。平衡移动过程中H2浓度变化了1.5 mol·L-1,请你在图中画出第25 min ~ 40 min NH3浓度变化曲线。 (4)在一定温度下,将1 mol N2和3 mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应,达到平衡状态时,测得气体总物质的量为2.8 mol 。 ①达平衡时,H2的转化率α1 = ______ ______。 ②在相同条件下,若起始时只将NH3置于该容器中,达到平衡状态时NH3的转化率为α2,当α1 + α2 =1时,则起始时n (NH3)= ___ _____mol。 |
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