【題目】水體砷污染已成為一個亟待解決的全球性環(huán)境問題,我國科學(xué)家研究零價鐵活化過硫酸鈉(Na2S2O8)去除廢水中的正五價砷[As(Ⅴ)],其機(jī)制模型如圖。
資料:
Ⅰ.酸性條件下SO 為主要的自由基,中性及弱堿性條件下SO·和·OH同時存在,強(qiáng)堿性條件下·OH為主要的自由基。
Ⅱ.Fe2+、Fe3+形成氫氧化物沉淀的pH
離子 | 開始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe2+ | 7.04 | 9.08 |
Fe3+ | 1.87 | 3.27 |
(1)砷與磷在元素周期表中位于同一主族,其原子比磷多一個電子層。
①砷在元素周期表中的位置是_____。
②砷酸的化學(xué)式是_____,其酸性比H3PO4_____(填“強(qiáng)”或“弱”)。
(2)零價鐵與過硫酸鈉反應(yīng),可持續(xù)釋放Fe2+,Fe2+與S2O反應(yīng)生成Fe3+和自由基,自由基具有強(qiáng)氧化性,利于形成Fe2+和Fe3+,以確保As(Ⅴ)去除完全。
①零價鐵與過硫酸鈉反應(yīng)的離子方程式是_____。
②Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的離子方程式是_____。
③SO·和H2O反應(yīng)的離子方程式是_____。
(3)不同pH對As(Ⅴ)去除率的影響如圖。5min內(nèi)pH=7和pH=9時去除率高的原因是_____。
【答案】第4周期、第ⅤA族 H3AsO4 弱 Fe+S2O=Fe2++2SO Fe+2Fe3+=3Fe2+ SO·+H2O=·OH+SO+H+ pH=7和pH=9時,產(chǎn)生了具有強(qiáng)氧化性的SO·和·OH,利于生成Fe2+和Fe3+,pH=7和pH=9時,Fe2+和Fe3+形成Fe(OH)2和Fe(OH)3,與As(Ⅴ)發(fā)生共沉淀,有效去除As(Ⅴ)
【解析】
(1)①磷元素的原子序數(shù)為15,位于元素周期表第3周期ⅤA族,由砷與磷在元素周期表中位于同一主族,其原子比磷多一個電子層;
②砷與磷在元素周期表中位于同一主族,同主族元素性質(zhì)相似,同主族元素,從上到下非金屬性依次減弱,最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性減弱;
(2)①由題意可知,零價鐵與過硫酸鈉反應(yīng)生成Fe2+和SO42-;
②Fe3+具有氧化性,Fe與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2+;
③由題給信息可知,SO4—·和H2O反應(yīng)生成·OH+SO42—;
(3)結(jié)合零價鐵活化過硫酸鈉去除廢水中As(Ⅴ)的機(jī)制模型可知,因pH = 7和pH = 9時,產(chǎn)生了具有強(qiáng)氧化性的SO4·和·OH,利于生成Fe2+和Fe3+,Fe2+和Fe3+形成Fe(OH)2和Fe(OH)3,與As(Ⅴ)發(fā)生共沉淀。
(1)①磷元素的原子序數(shù)為15,位于元素周期表第3周期ⅤA族,由砷與磷在元素周期表中位于同一主族,其原子比磷多一個電子層可知砷位于元素周期表中第4周期ⅤA族,故答案為:第4周期ⅤA族;
②砷與磷在元素周期表中位于同一主族,同主族元素性質(zhì)相似,則由磷酸分子式可知,砷酸中砷元素的化合價為+5價,化學(xué)式是H3AsO4;同主族元素,從上到下非金屬性依次減弱,最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性減弱,則H3AsO4酸性比H3PO4弱,故答案為:H3AsO4;弱;
(2)①由題意可知,零價鐵與過硫酸鈉反應(yīng)生成Fe2+和SO42-,反應(yīng)的離子方程式為Fe+ S2O82=Fe 2+ +2SO42,故答案為:Fe+ S2O82=Fe 2+ +2SO42;
②Fe3+具有氧化性,Fe與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2+,反應(yīng)的離子方程式為Fe+ 2Fe 3+=3Fe 2+,故答案為:Fe+ 2Fe 3+=3Fe 2+;
③由題給信息可知,SO4—·和H2O反應(yīng)生成·OH+SO42—,反應(yīng)的離子方程式是SO·+H2O=·OH+SO+H+,故答案為:SO·+H2O=·OH+SO+H+;
(3)結(jié)合零價鐵活化過硫酸鈉去除廢水中As(Ⅴ)的機(jī)制模型可知,因pH = 7和pH = 9時,產(chǎn)生了具有強(qiáng)氧化性的SO4·和·OH,利于生成Fe2+和Fe3+,Fe2+和Fe3+形成Fe(OH)2和Fe(OH)3,與As(Ⅴ)發(fā)生共沉淀,有效去除As(Ⅴ),則5 min內(nèi)pH = 7和pH = 9
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【題目】微粒有多種表示方式,下列各組不同表示方式一定代表同種微粒的是( )
A.C2H5Cl、CH3CH2ClB.OH﹣、
C.、D.C2H6O、CH3CH2OH
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【題目】已知MnO、NO等在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性,而S2-、I-、Fe2+等具有較強(qiáng)的還原性。下列水溶液中的各組離子因為發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存的是( )
A. Na+、Ba2+、Cl-、SO42— B. MnO4-、K+、I-、H+
C. Ca2+、HCO3—、Cl-、K+ D. H+、Cl-、Na+、CO32—
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【題目】有下列物質(zhì):①氫氧化鋇固體 ②KHSO4 ③HNO3 ④稀硫酸 ⑤二氧化碳?xì)怏w ⑥鐵 ⑦碳酸鈉粉末 ⑧蔗糖晶體 ⑨熔融氯化鈉 ⑩CuSO4·5H2O晶體。請用序號填空:
(1)上述狀態(tài)下可導(dǎo)電的是___。
(2)屬于電解質(zhì)的是___。
(3)屬于非電解質(zhì)的是____。
(4)⑥和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為___,①與②在溶液中反應(yīng)使溶液呈中性的離子方程式為___。
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【題目】第三代混合動力車目前一般使用鎳氫電池(M表示儲氫合金;汽車在剎車或下坡時,電池處于充電狀態(tài))。鎳氫電池充放電原理的示意圖如下:
其總反應(yīng)式為。根據(jù)所給信息判斷,下列說法錯誤的是
A. 混合動力汽車上坡或加速時,乙電極的電極反應(yīng)式為:NiOOH+H2O+eˉ==Ni(OH)2+OHˉ
B. 混合動力汽車上坡或加速時,電解液中OHˉ向甲電極移動
C. 混合動力汽車下坡或剎車時,甲電極周圍溶液的pH減小
D. 混合動力汽車下坡或剎車時,電流的方向為:甲電極→發(fā)動機(jī)→乙電極
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【題目】I-測定的基本原理是將其氧化成I2,再用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液來滴定。如果樣品中僅含有微量I-,必須用“化學(xué)放大”反應(yīng)將碘的量“放大”,然后再進(jìn)行測定。下面是化學(xué)放大反應(yīng)的實驗步驟:
I.將含有微量I-的樣品溶液調(diào)至中性或弱酸性,加入溴水,將I-完全氧化成IO,煮沸去掉過量的溴;
Ⅱ.取上述溶液,加入過量硫酸酸化的KI溶液,振蕩,溶液顏色呈棕黃色;
Ⅲ.將Ⅱ所得溶液中全部的I2萃取至CCl4中;
Ⅳ.向分液后的CCl4溶液中加入肼(N2H4)的水溶液,產(chǎn)生無毒的N2,分去有機(jī)層;
V.將Ⅳ所得水溶液重復(fù)I、Ⅱ步驟;
Ⅵ.以淀粉為指示劑,用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。已知:反應(yīng)為:I2+2S2O=2I-+S4O;Na2S2O3和Na2S4O6溶液顏色均為無色。
(1)I中氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為______。
(2)Ⅲ中使用的主要玻璃儀器是______(填名稱)。
(3)Ⅳ中反應(yīng)的離子方程式是______。
(4)Ⅵ中需要在中性或弱酸性環(huán)境中進(jìn)行,pH過大,Na2S2O3易被I2氧化成Na2SO4,其離子方程式為_______;結(jié)合離子方程式解釋pH不宜過小的原因:______。VI中滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是______。
(5)樣品中I-最終所消耗的Na2S2O3的物質(zhì)的量與樣品中初始I-物質(zhì)的量的比值稱為“放大倍數(shù)”。經(jīng)過以上操作,放大倍數(shù)為______。
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【題目】可逆反應(yīng)aA (g) + bB (s) cC (g) + dD (g)在反應(yīng)過程中,其他條件不變,C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)和T或P關(guān)系如圖所示,下列敘述中正確的是( )
A. 溫度降低,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動
B. 使用催化劑,C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增加
C. 化學(xué)方程式系數(shù)a <c+d
D. 無法根據(jù)圖像確定改變溫度后化學(xué)平衡移動方向
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【題目】常溫下,向25 mL0.12 mol/L AgNO3溶液中逐滴加入濃度為2%的氨水,先出現(xiàn)沉淀,繼續(xù)滴加沉淀溶解。該過程中加入氨水的體積V與溶液中lg的關(guān)系如圖所示。已知e點(diǎn)時溶液迅速由渾濁變得澄清,且此時溶液中c(Ag+)與c(NH3)均約為2×10-3 mol/L。下列敘述不正確的是( )
A.a點(diǎn)溶液呈酸性的原因是AgNO3水解
B.b點(diǎn)溶液中:c(Ag+)+c[Ag(NH3)2+]<c(NO3-)
C.由e點(diǎn)可知,反應(yīng)Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+平衡常數(shù)的數(shù)量級為105
D.c~d段加入的氨水主要用于沉淀的生成和溶解
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【題目】在0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中存在如下電離平衡: CH3COOH CH3COO-+H+,對于該平衡,下列敘述正確的是( )
A. 加入水時,平衡向逆反應(yīng)方向移動
B. 加入少量NaOH固體,平衡向正反應(yīng)方向移動
C. 加入少量0.1 mol·L-1 HCl溶液,溶液中c(H+)減小
D. 加入少量CH3COONa固體,平衡向正反應(yīng)方向移動
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