工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O和CrO,它們會(huì)對(duì)人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害,必須進(jìn)行處理。常用的處理方法有兩種。
方法1:還原沉淀法
該法的工藝流程為
CrOCr2OCr3+Cr(OH)3↓
其中第①步存在平衡:
2CrO(黃色)+2H+Cr2O(橙色)+H2O
(1)若平衡體系的 pH = 2,該溶液顯________色。
(2)能說(shuō)明第①步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是________。
a.Cr2O和CrO 的濃度相同
b.2v(Cr2O)=v(CrO)
c.溶液的顏色不變
(3)第②步中,還原 1 mol Cr2O 離子,需要________mol的FeSO4·7H2O。
(4)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)
常溫下,Cr(OH)3的溶度積Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=10-32,要使 c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH應(yīng)調(diào)至________。
方法2:電解法
該法用 Fe 做電極電解含Cr2O的酸性廢水,隨著電解的進(jìn)行,在陰極附近溶液 pH 升高,產(chǎn)生 Cr(OH)3 沉淀。
(5)用Fe做電極的原因?yàn)開(kāi)___________________________________________。
(6)在陰極附近溶液 pH 升高的原因是(用電極反應(yīng)解釋)________,溶液中同時(shí)生成的沉淀還有________。
解析:本題主要結(jié)合工業(yè)廢水的處理考查溶液中的平衡問(wèn)題、氧化還原反應(yīng)和電解原理的應(yīng)用等知識(shí),意在考查考生綜合運(yùn)用化學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。(1)pH=2 時(shí),反應(yīng)正向進(jìn)行的速率較大,溶液呈橙色。(2)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,混合物中各組分濃度保持不變,但不一定相等,溶液的顏色不再發(fā)生改變,即只有 c 正確。(3)根據(jù)反應(yīng)前后 Cr 和 Fe 元素的化合價(jià)變化,可確定還原 1 mol Cr2O需 6 mol FeSO4·7H2O。(4)當(dāng) c(Cr3+)= 10-5 mol/L時(shí),根據(jù) Ksp 的表達(dá)式可求出 c(OH-)= 10-9 mol/L,則此時(shí)溶液 pH = 5。(5)用鐵做陽(yáng)極,反應(yīng)中生成Fe2+,提供還原劑。(6)陰極 H+ 得電子生成 H2,隨著電解的進(jìn)行,溶液的 pH逐漸增大,溶液中還會(huì)生成 Fe(OH)3 沉淀。
答案:(1)橙 (2)c (3)6 (4)5
(5)陽(yáng)極反應(yīng)為 Fe-2e-===Fe2+,提供還原劑Fe2+
(6)2H++2e-===H2↑ Fe(OH)3
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
在鹽類發(fā)生水解的過(guò)程中,正確的說(shuō)法是( )
A.鹽的電離平衡被破壞
B.水的電離程度逐漸增大
C.溶液的pH發(fā)生了較大改變
D.生成的弱電解質(zhì)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行物質(zhì)制備,下列從原料及有關(guān)試劑分別制取相應(yīng)的最終產(chǎn)物的設(shè)計(jì)中,理論上正確、操作上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的是
A.CCOCO2Na2CO3
B.CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2
C.CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液
D.FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
已知常溫下,AgBr的Ksp=4.9×10-13、AgI的Ksp=8.3×10-17。
(1)現(xiàn)向含有AgI的飽和溶液中:
①加入固體AgNO3,則c(I-)________(填“變大”、“變小”或“不變”,下同);
②若改加更多的AgI,則c(Ag+)________;
③若改加AgBr固體,則c(I-)____________________;而c(Ag+)________。
(2)有關(guān)難溶鹽的溶度積及溶解度(與AgBr、AgI無(wú)關(guān)),有以下敘述,其中正確的是________。
A.兩種難溶鹽電解質(zhì),其中Ksp小的溶解度一定小
B.向含有AgCl固體的溶液中加入適量的水使AgCl溶解又達(dá)到平衡時(shí),AgCl的溶度積不變,其溶解度也不變
C.將難溶電解質(zhì)放入純水中,溶解達(dá)到平衡時(shí),電解質(zhì)離子的濃度的乘積就是該物質(zhì)的溶度積
D.溶液中存在兩種可以與同一沉淀劑生成沉淀的離子,則Ksp小的一定先生成沉淀
E.難溶鹽電解質(zhì)的Ksp和溫度有關(guān)
F.加入與原難溶電解質(zhì)具有相同離子的物質(zhì),使難溶電解質(zhì)的溶解度變小,也使Ksp變小
(3)現(xiàn)向含有NaBr、KI均為0.002 mol/L的溶液中加入等體積的濃度為4×10-3 mol/L AgNO3溶液,則產(chǎn)生的沉淀是________(填化學(xué)式);若向其中再加入適量的NaI固體,則最終可發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)式表示為_(kāi)___________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
一定溫度下的難溶電解質(zhì)AmBn在水溶液中達(dá)到溶解平衡時(shí)。已知下表數(shù)據(jù)
物質(zhì) | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp/25℃ | 8.0×10-16 | 2.2×10-20 | 4.0×10-38 |
完全沉淀時(shí)的pH | ≥9.6 | ≥6.4 | 3~4 |
對(duì)含等物質(zhì)的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.向該溶液中加入少量鐵粉不能觀察到紅色固體析出
B.該溶液中c(SO)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>5∶4
C.向該溶液中加入適量氯水,并調(diào)節(jié)pH到3~4后過(guò)濾,得到純凈的CuSO4溶液
D.向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到紅褐色沉淀
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
Na、Cu、O、Si、S、Cl是常見(jiàn)的六種元素。
(1)Na位于元素周期表第________周期第________族;S的基態(tài)原子核外有________個(gè)未成對(duì)電子;Si的基態(tài)原子核外電子排布式為_(kāi)_______________________。
(2)用“>”或“<”填空:
第一電離能 | 離子半徑 | 熔點(diǎn) | 酸性 |
Si____S | O2-____Na+ | NaCl____Si | H2SO4____HClO4 |
(3)CuCl(s)與O2反應(yīng)生成CuCl2(s)和一種黑色固體。在25 ℃、101 kPa下,已知該反應(yīng)每消耗1 mol CuCl(s),放熱44.4 kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)ClO2常用于水的凈化,工業(yè)上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2。寫出該反應(yīng)的離子方程式,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:________________________________________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
石墨烯[如圖(a)所示]是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變,轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯[如圖(b)所示]。
(a)石墨烯結(jié)構(gòu) (b)氧化石墨烯結(jié)構(gòu)
(1)圖(a)中,1號(hào)C與相鄰C形成σ鍵的個(gè)數(shù)為_(kāi)_______。
(2)圖(b)中,1號(hào)C的雜化方式是________,該C與相鄰C形成的鍵角________(填“>”“<”或“=”)圖(a)中1號(hào)C與相鄰C形成的鍵角。
(3)若將圖(b)所示的氧化石墨烯分散在H2O中,則氧化石墨烯中可與H2O形成氫鍵的原子有________(填元素符號(hào))。
(4)石墨烯可轉(zhuǎn)化為富勒烯(C60),某金屬M(fèi)與C60可制備一種低溫超導(dǎo)材料,晶胞如圖所示,M原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部。該晶胞中M原子的個(gè)數(shù)為_(kāi)_______,該材料的化學(xué)式為_(kāi)_______。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
氫能的存儲(chǔ)是氫能應(yīng)用的主要瓶頸,配位氫化物、富氫載體化合物是目前所采用的主要儲(chǔ)氫材料。
(1)Ti(BH4)2是一種過(guò)渡元素硼氫化物儲(chǔ)氫材料。在基態(tài)Ti2+中,電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為_(kāi)_______,該能層具有的原子軌道數(shù)為_(kāi)_____。
(2)液氨是富氫物質(zhì),是氫能的理想載體,利用N2+3H22NH3實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫和輸氫。下列說(shuō)法正確的是________________________________________________________________________。
a.NH3分子中氮原子的軌道雜化方式為sp2雜化
b.NH與PH、CH4、BH、ClO互為等電子體
c.相同壓強(qiáng)時(shí),NH3的沸點(diǎn)比PH3的沸點(diǎn)高
d.[Cu(NH3)4]2+中N原子是配位原子
(3)已知NF3與NH3的空間構(gòu)型相同,但NF3不易與Cu2+形成配離子,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.氯化鈉是生活中的常用調(diào)味品,也是結(jié)構(gòu)化學(xué)中研究離子晶體時(shí)常用的代表物,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖G133所示:
圖G133
(1)設(shè)氯化鈉晶體中Na+與跟它最近鄰的Cl-之間的距離為r,則該Na+與跟它次近鄰的Cl-的個(gè)數(shù)為_(kāi)_____,該Na+與跟它次近鄰的Cl-之間的距離為_(kāi)_____。
(2)已知在氯化鈉晶體中Na+的半徑為a pm,Cl-的半徑為b pm,它們?cè)诰w中是緊密接觸的,則在氯化鈉晶體中離子的空間利用率為_(kāi)_______________________________________________________________________
(用含a、b的式子表示)。
(3)納米材料的表面原子占總原子數(shù)的比例很大,這是它有許多特殊性質(zhì)的原因。假設(shè)某氯化鈉顆粒形狀為立方體,邊長(zhǎng)為氯化鈉晶胞的10倍,則該氯化鈉顆粒中表面原子占總原子數(shù)的百分比為_(kāi)_______________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
在如圖所示的有關(guān)物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系中,各物質(zhì)均是我們中學(xué)化學(xué)所學(xué)的物質(zhì)。C為一種黑色粉末,D為一種氣體。
請(qǐng)根據(jù)框圖中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系及相關(guān)信息,用化學(xué)式填寫下列空白:
(1)若F為可溶性堿,G為藍(lán)色沉淀,則A為_(kāi)_______,D可能為_(kāi)_______。
(2)若G為藍(lán)色沉淀,H為難溶性鹽,則I為_(kāi)_______。
(3)若G、H都屬于鹽,且G為藍(lán)色溶液,則I可能為_(kāi)_______,F(xiàn)可能為_(kāi)_______。
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