題目列表(包括答案和解析)
(12分)氯化硫酰(SO2Cl2)主要用作氯化劑。它是一種無色液體,熔點—54.1℃,沸點69.1℃,遇水生成硫酸和氯化氫。氯化硫?捎酶稍锏亩趸蚝吐葰庠诨钚蕴看呋瘎┐嬖谙路磻迫。篠O2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l) △H=—97.3kJ/mol
⑴為了提高上述反應中Cl2的平衡轉(zhuǎn)化率,下列措施合理的是 (用編號填空)。
A.縮小容器體積 B.使用催化劑 C.增加SO2濃度 D.升高溫度
(2)300℃時,體積為1 L的密閉容器中充入16.20 g SO2Cl2,達到平衡時容器中含SO2 7.616 g,則300℃時合成SO2Cl2反應的平衡常數(shù)為 。
(3)已知某溫度下,已知Ksp(AgCl)=2.0×10-10,Ksp(Ag2SO4)=1.6×10-5,在SO2Cl2溶于水所得溶液中逐滴加入AgNO3稀溶液,當Ag+濃度為0.1mol/L時,渾濁液中Cl-濃度與SO42- 濃度之比為 。
⑷將(2)所得的平衡混合氣溶于足量的BaCl2溶液中,計算最終生成沉淀的質(zhì)量是多少(寫出計算過程)。
(10分)痛風是關(guān)節(jié)炎反復發(fā)作及產(chǎn)生腎結(jié)石為特征的一類疾病,關(guān)節(jié)炎的原因歸結(jié)于在關(guān)節(jié)滑液中形成了尿酸鈉(NaUr)晶體,有關(guān)平衡如下:①HUr(尿酸,aq)Ur-(尿酸根,aq)+H+(aq) (37℃時,Ka=4.0×10—6) ②NaUr(s) Ur-(aq)+Na+(aq)
(1)37°時,1.0 L水中可溶解8.0×10-3mol尿酸鈉,此溫度下尿酸鈉的Ksp為________。
(2)關(guān)節(jié)炎發(fā)作大都在腳趾和手指的關(guān)節(jié)處,這說明溫度降低時,反應②的Ksp________(填“增大”、“減小”或“不變”),生成尿酸鈉晶體的反應是________(填“放熱”或“吸熱”)反應。
(3)37℃時,某病人尿液中尿酸分子和尿酸根離子的總濃度為2.0×10-3mol·L—1,其中尿酸分子的濃度為5.0×10—4mol·L—1,該病人尿液的c(H+)為 ,PH 7(填“>”、“=”或“<”)。
以硫鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸所得的酸性廢水中砷元素含量極高,為控制砷的排放,采用化學沉降法處理含砷廢水,相關(guān)數(shù)據(jù)如下表。
難溶物 | Ksp |
Ca3(AsO4)2 | 6.8×10-19 |
AlAsO4 | 1.6×10-16 |
FeAsO4 | 5.7×10-21 |
污染物 | H2SO4 | As |
濃度 | 28.42 g/L | 1.6 g·L-1 |
排放標準 | pH 6~9 | 0.5 mg·L-1 |
表1.幾種砷酸鹽的Ksp
表2.工廠污染物排放濃度及允許排放標準
回答以下問題:
⑴該硫酸工廠排放的廢水中硫酸的物質(zhì)的量濃度c(H2SO4)= ▲ mol·L-1。
⑵寫出難溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表達式:Ksp[Ca3(AsO4)2]= ▲ ,若混合溶液中Al3+、Fe3+的濃度均為1.0×10-4mol·L-1,c(AsO43-)的最大是 ▲ mol·L-1。
⑶工廠排放出的酸性廢水中的三價砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先將其氧化成五價砷(H3AsO4弱酸),寫出該反應的離子方程式 ▲ 。
⑷在處理含砷廢水時采用分段式,先向廢水中投入生石灰調(diào)節(jié)pH到2,再投入生石灰將pH調(diào)節(jié)到8左右使五價砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
①將pH調(diào)節(jié)到2時廢水中有大量沉淀產(chǎn)生,沉淀主要成分的化學式為 ▲ ;
②Ca3(AsO4)2在pH調(diào)節(jié)到8左右才開始沉淀的原因為 ▲ 。
(16分).鉻化學豐富多彩,由于鉻光澤度好,常將鉻鍍在其他金屬表面,同鐵、鎳組成各種性能的不銹鋼,CrO3大量地用于電鍍工業(yè)中。
(1)在下圖裝置中,觀察到圖1裝置銅電極上產(chǎn)生大量的無色氣泡,而圖 2裝置中銅電極上無氣體產(chǎn)生,鉻電極上產(chǎn)生大量有色氣體。由圖 1 知金屬鉻的活動性比銅_____(填強,弱),圖 2裝置中鉻電極的電極反應式
(2)CrO3具有強氧化性,遇到有機物(如酒精)時,猛烈反應以至著火,若該過程中乙醇被氧化成乙酸, CrO3被還原成綠色的硫酸鉻[Cr2(SO4)3]。則該反應的化學方程式為_____________________________________________________________。
(3)存在平衡:2CrO42—(黃色)+2H+Cr2O72—(橙色)+H2O
①若平衡體系的pH=2,則溶液顯 色.
②能說明第①步反應達平衡狀態(tài)的是 。
a.Cr2O72—和CrO42—的濃度相同 b.2v (Cr2O72—) =v (CrO42—) c.溶液的顏色不變
(4)CrO3和K2Cr2O7均易溶于水,這是工業(yè)上造成鉻污染的主要原因。凈化處理方法之一是將含+6價 Cr 的廢水放入電解槽內(nèi),用鐵作陽極,加入適量的NaCl進行電解:陽極區(qū)生成的Fe2+和Cr2O72-發(fā)生反應,生成的Fe3+和Cr3+在陰極區(qū)與OH-結(jié)合生成 Fe(OH)3 和Cr(OH)3沉淀除去[已知 KspFe(OH)3=4.0×10-38,KspCr(OH)3=6.0×10-31]。
①電解過程中 NaCl 的作用是__________________________。
②已知電解后的溶液中c(Fe3+)為2.0×10-13 mol·L1,則溶液中c(Cr3+)為____ mol·L-1。
(5)CrO3的熱穩(wěn)定性較差,加熱時逐步分解,其固體殘留率隨溫度的變化如下圖所示。
從開始加熱到 750K 時總反應方程式為_______________________。
(10分)工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O72—和CrO42—,它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的傷害,必須進行處理。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:
其中第①步存在平衡:2CrO42—(黃色)+2H+Cr2O72—(橙色)+H2O
(1)若平衡體系的pH=2,則溶液顯 色。
(2)第②步中,還原1mol Cr2O72—離子,需要________mol的FeSO4·7H2O。
(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應調(diào)至 。
方法2:電解法 該法用Fe做電極電解含Cr2O72—的酸性廢水,隨著電解進行,在陰極附近溶液pH升高,產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀。
(4)用Fe做電極的原因為 。
(5)在陰極附近溶液pH升高的原因是(結(jié)合電極反應式解釋) ;
溶液中同時生成的沉淀還有
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