【題目】以鉻鐵礦為原料制備鉻酸鉀(K2Cr2O7)的工藝流程如下圖所示。鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO-Cr2O3和雜質(zhì)SiO2。
已知:①NaFeO2遇水強(qiáng)烈水解
②2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O
回答下列問題:
(1)K2CrO4中Cr元素的化合價(jià)是________。
(2)完成并配平煅燒鉻鐵礦生成Na2CrO4和NaFeO2的化學(xué)反應(yīng)方程式________
FeO-Cr2O3+ O2+ NaOH Na2CrO4+NaFeO2+ ;
該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是________。
(3)生成濾渣1中紅褐色物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)方程式是____________。濾渣2的成分(填化學(xué)式)_______。
(4)濾液2存在平衡:2CrO42-(黃色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O。若改變條件使上述平衡向正方向移動(dòng),則下列說法正確的是______。
A.達(dá)到新平衡后,溶液PH一定增大
B.再達(dá)到新平衡前,正反應(yīng)速率一定大于逆反應(yīng)速率
C.該反應(yīng)平衡常數(shù)可以不改變
D.達(dá)新平衡后,CrO42-的消耗速率等于Cr2O72-的消耗速率
(5)含鉻廢水中含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它們會(huì)對(duì)人體及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的危害,必須進(jìn)行處理。還原沉淀法是常用的一種方法:
①上述流程中還原過程的離子反應(yīng)方程式為:_______________。
②最終生成的Cr(OH)3在溶液中存在沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH—(aq)常溫下,Cr(OH)3的Ksp=1×10-32,當(dāng)c(Cr3+)降至1×10-3·mol·L-1,溶液的pH應(yīng)調(diào)至4時(shí)______(填“有”或“沒有”)沉淀生成。
【答案】 +6 4FeO·Cr2O3+7O2+20NaOH=8Na2CrO4+4NaFeO2+10H2O Na2CrO4 NaFeO2 NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH H2SiO3 (或H4SiO4) B、C Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 沒有
【解析】試題分析:試題以鉻酸鉀制備和含鉻廢水的處理為題材,考查元素化合價(jià)、氧化產(chǎn)物、氧化還原反應(yīng)配平、離子方程式、化學(xué)平衡的移動(dòng)、沉淀溶解平衡的計(jì)算等知識(shí)。考查考生對(duì)工業(yè)流程的分析能力和對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。
解析:在O2作用下,鉻鐵礦與NaOH固體煅燒時(shí),除生成Na2CrO4和NaFeO2之外,SiO2也同時(shí)反應(yīng)生成Na2SiO3;水浸時(shí),Na2CrO4、Na2SiO3溶解,NaFeO2水解,濾液1調(diào)節(jié)pH值后過濾出含Si化合物等雜質(zhì)得到Na2Cr2O7溶液。
(1)K為+1價(jià),O為-2價(jià),所以Cr為+6價(jià)。答案:+6。(2)反應(yīng)物FeO—Cr2O3中Fe從+2價(jià)升高到+3價(jià)、Cr從+3價(jià)升高到+6價(jià)升高3價(jià),共升高7價(jià),生成的Na2CrO4、 NaFeO2是該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物; O2中O從0價(jià)降低到-2價(jià)降低2價(jià),共降低4價(jià),根據(jù)得失電子守恒,參加反應(yīng)的FeO—Cr2O3化學(xué)計(jì)量系數(shù)為4,O2的化學(xué)計(jì)量系數(shù)為7,即4FeO·Cr2O3+7O2+NaOH→Na2CrO4+NaFeO2+H2O ,再用原子守恒配平其他系數(shù)。答案:4FeO·Cr2O3+7O2+20NaOH=8Na2CrO4+4NaFeO2+10H2O、Na2CrO4 NaFeO2 。(3)濾渣1是水浸時(shí)NaFeO2水解生成的不溶物,根據(jù)“紅褐色”提示,應(yīng)當(dāng)是Fe(OH)3;濾渣2是在調(diào)節(jié)pH時(shí)除去Na2SiO3產(chǎn)生的沉淀,只能是H2SiO3或H4SiO4。答案:Fe(OH)3、H2SiO3或H4SiO4。(4)原平衡正向移動(dòng)可能是增加反應(yīng)物濃度或降低生成物濃度、或保持溫度不變除去部分水、或改變溫度。A、若僅增加CrO42-濃度,平衡移動(dòng)消耗H+,溶液pH增大;若僅增加H+濃度,達(dá)到新的平衡時(shí)溶液中c(H+)增大,pH減;若減小產(chǎn)物濃度,平衡移動(dòng)消耗H+,溶液pH增大;保持溫度不變除去部分水平衡正向移動(dòng),但是c(H+)增大,pH減小。綜上所述,平衡正向移動(dòng)時(shí),溶液pH不一定增大,A錯(cuò)誤。B、達(dá)到新的平衡前,反應(yīng)始終向正反應(yīng)方向進(jìn)行,所以正反應(yīng)速率一定大于逆反應(yīng)速率,B正確。C、平衡常數(shù)只受溫度影響,所以如果不是溫度導(dǎo)致題目要求的平衡移動(dòng),則平衡常數(shù)不變,C正確。D、達(dá)到平衡時(shí),v(CrO42-)消耗=v(CrO42-)生成,又因?yàn)?/span>v(CrO42-)生成/2= v(Cr2O72-)消耗,所以v(CrO42-)消耗/2= v(Cr2O72-)消耗,D錯(cuò)誤。正確答案:BC。(5)①還原過程中Cr2O72-生成Cr3+,則反應(yīng)基礎(chǔ)關(guān)系為Cr2O72-+Fe2+→Cr3++Fe3+,考慮到溶液呈酸性,配平的反應(yīng)為Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O ,答案:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。②當(dāng)溶液pH=4時(shí),c(OH-)=10-14/10-4mol/L=1×10-10mol/L,QC=1×10-3×(1×10-10)3=1×10-33<1×10-32,此時(shí)沒有沉淀生成。答案:沒有。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】25 ℃時(shí),濃度均為0.1mol/L的下列五種鈉鹽溶液的pH如下表:
溶質(zhì) | CH3COONa | NaHCO3 | Na2CO3 | NaClO | NaCN |
pH | 8.8 | 9.7 | 11.6 | 10.3 | 11.1 |
回答下列問題:
(1)下列反應(yīng)不能發(fā)生的是: ;
a.CO32-+CH3COOH=CH3COO-+CO2↑+H2O
b.ClO-+CH3COOH=CH3COO-+HClO
c.CO32-+HClO=CO2↑+H2O+ClO-
d.2ClO-+CO2+H2O=CO32-+2HClO
(2)體積為10 mL pH=2的醋酸溶液與一元酸HX分別加水稀釋至1000mL,稀釋過程pH變化如右上圖,則HX的電離平衡常數(shù)________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的平衡常數(shù),寫出HX的電離方程式 。
(3)某溫度下,純水中c (H+)=2.0×10-7 mol·L1, 0.9mol·L-1NaOH溶液與0.1mol·L-1HCl溶液等體積混合后(不考慮溶液體積變化),溶液的pH= 。
(4)等濃度等體積的CH3COONa和NaCN混合后,所得混合溶液中各離子濃度的大小關(guān)系是: 。
(5)某二元酸H2B在水中的電離方程式為H2B = H+ + HB— ;HB—H++ B2—,則NaHB溶液顯 (填“酸性”、“中性”或“堿性”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某溶液中存在較多的H+、SO42-、NO3-,則該溶液中還可能大量存在的離子組是
A.Mg2+、 NH4+、Cl- B.Mg2+、Ba2+、Br-
C.Na+、C1-、I- D.Al3+、HCO3-、C1-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】為落實(shí)“五水共治”,某工廠擬綜合處理含NH4+廢水和工業(yè)廢氣(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考慮其他成分),設(shè)計(jì)了如下流程:
(1)固體I中主要成分為__________,捕獲劑所捕獲的氣體主要是_________。
(2)處理含NH4+廢水時(shí),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________。
(3)若X為適量空氣,嚴(yán)格控制空氣用量的原因是____________。
(4)工業(yè)廢氣中的SO2、NO還可采用NaClO2溶液作為吸收劑進(jìn)行凈化,在鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO2和NO的煙氣,反應(yīng)溫度為323K,NaClO2溶液濃度為5×10-3mol·L-1。反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表:
離子 | SO42- | SO32- | NO3- | NO2- | Cl- |
c(mol·L-1) | 8.35×10-4 | 6.87×10-6 | 1.5×10-4 | 1.2×10-5 | 3.4×10-3 |
①寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應(yīng)的離子方程式_________________。
增加壓強(qiáng),NO的轉(zhuǎn)化率__________(填“提高”、“不變”或“降低”)。
②隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行,吸收劑溶液的pH逐漸__________(填“增大”、“不變”或“減小”)。
③如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到較好的煙氣脫硫效果。從化學(xué)平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的優(yōu)點(diǎn)是_______________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】“納米材料”是指直徑從幾納米至幾十納米的材料,目前已廣泛應(yīng)用于催化劑及軍事技術(shù)中,如果將納米材料分散到液體分散劑中,所得混合物
A.不能透過濾紙 B.一定是濁液
C.一定是溶液 D.有丁達(dá)爾效應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某體積可變的密閉容器,盛有適量的A和B的混合氣體,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):A+3B 2C。若維持溫度和壓強(qiáng)不變,當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)容器的體積為VL,其中C氣體的體積占10%。下列推斷正確的是 ( )
①原混合氣體的體積為1.2V L
②原混合氣體的體積為1.1V L
③反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)氣體A消耗掉0.05VL
④反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)氣體B消耗掉0.05V L
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列選用的儀器和藥品能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>
A | B | C | D |
制取NaHCO3 | 檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)生的SO2 | 蒸餾時(shí)的接收裝置 | 制取NO |
A. A B. B C. C D. D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】A是一種重要的化工原料,C、F的分子式都為C2H4O,F(xiàn)是沒有不飽和鍵的環(huán)狀有機(jī)物,G的分子式為C2H6O2,G中含有兩個(gè)相同的官能團(tuán),轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖:
己知:同一碳原子上連接2個(gè)或2個(gè)以上—OH是不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
請(qǐng)回答:
(1)有機(jī)物C中含有的官能團(tuán)名稱是_________________。
(2)有機(jī)物E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式______________。
(3)F→G的化學(xué)方程式是_______________。
(4)下列說法正確的是____________。
A.有機(jī)物D能使石蕊溶液變紅
B.用新制堿性氫氧化銅懸濁液無法區(qū)分有機(jī)物B、C、D的水溶液
C.等物質(zhì)的量的A和B分別完全燃燒消耗氧氣的量相等
D.可用飽和碳酸鈉溶液除去有機(jī)物E中混有的少量B、D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。圖1表示反應(yīng)中能量的變化;圖2表示一定溫度下,在體積為2L的密閉容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化圖。
請(qǐng)回答下列問題
(1)在“圖1”中,曲線______(填a或b)表示使用了催化劑;該反應(yīng)屬于_____________(填吸熱、放熱)反應(yīng)。
(2)從反應(yīng)開始到建立平衡, v(H2)=________;反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),下列有關(guān)敘述正確的是______ 。
a.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變
b.反應(yīng)放熱182 kJ
c.若升溫,該反應(yīng)的v(正)增大,v(逆)減小
d.若向容器內(nèi)通入少量氫氣,則此時(shí)v(正)>v(逆)
(3)甲醇-空氣燃料電池(DMFC)是一種高效能、輕污染電動(dòng)汽車的車載電池,該燃料電池的電池反應(yīng)式為:2CH3OH(l)+ 3O2(g)==2CO2(g)+4 H2O(l)。其工作原理示意圖如下:
①上圖的出入口通入或排出的物質(zhì)名稱(或化學(xué)式)b________ ,a_____________.
②負(fù)極的電極反應(yīng)式為_____________________________________。電池中放電過程中負(fù)極附近溶液的pH將_____________(填“下降”、“上升”或“不變”);
(4)最近,又有科學(xué)家制造出一種固體電解質(zhì)的燃料電池,其效率更高。一個(gè)電極通入空氣,另一個(gè)電極通入汽油蒸氣。其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2固體,它在高溫下能傳導(dǎo)O2-離子(其中氧化反應(yīng)發(fā)生完全)。以丁烷代表汽油。該電池的正極反應(yīng)式___________________________。該電池的負(fù)極反應(yīng)式__________________________________。放電時(shí)固體電解質(zhì)里的O2-離子的移動(dòng)方向是向_________________極移動(dòng)(填“正”或“負(fù)”)。
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