【題目】堿式硫酸鉻[CrOHSO4nH2O]常用于鞣制皮革,染料工業(yè)的活性黑染料、媒染劑。電鍍廢水中(主要含Cr2O72-、Cr3+、Fe3+、CN-Cl-,少量Mg2+、Cu2+等離子),提取含鉻廢水中的鉻并制成可用的堿式硫酸鉻對(duì)污染治理和工業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的意義。

相關(guān)金屬離子[co Mn+= 01 molL-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:

金屬離子

Cr3+

Fe3+

Mg2+

Cu2+

開(kāi)始沉淀的pH

4.3

1.9

9.1

4.7

沉淀完全的pH

5.6

3.2

11.1

6.7

回答下列問(wèn)題:

1)堿式硫酸鉻中Cr的化合價(jià)為_________。

2氧化時(shí)需控制反應(yīng)溫度在50~90℃,原因___________。H2O2先將CN-氧化為無(wú)害氣體除去,氣體I成分是________;后在堿性條件下將Cr3+ 氧化為CrO42-,濾渣中主要含________ (填相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式)。

3酸化時(shí)CrO42-可轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,其離子方程式為________。

4離子交換過(guò)程采用鈉離子交換樹(shù)脂,反應(yīng)原理為Mn+ +nNaR=MRn+nNa+ ,則富集到鈉離子交換樹(shù)脂上的金屬陽(yáng)離子有_________(填離子符號(hào))。

5)處理1L0.1molL-1Cr2O72- 的廢水,理論上需要H2C2O4的物質(zhì)的量為_______ mol。

6)廢水中含有的Cl-常以K2CrO4溶液為指示劑,用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定測(cè)其含量,利用Ag+CrO42-生成的磚紅色沉淀指示到達(dá)滴定終點(diǎn)。當(dāng)溶液中Cl- 恰好完全沉淀(濃度等于1.0×105molL-1)時(shí),溶液中c Ag+)為_____molL-1 此時(shí)溶液中cCrO42-)等于_______mo1L-1(已知Ag2CrO4、AgClKsp分別約為2.0×10-12和和2.0×10 -10)。

【答案】+3 一是加快反應(yīng)速率,二是防止溫度過(guò)高H2O2分解耗量增多 CO2、N2 FeOH3CuOH2 2CrO42- +2H+ Cr2O72- + H2O Mg2+ 0.3 2.0×105 5.0×103

【解析】

電鍍廢水中主要含Cr2O72-、Cr3+、Fe3+CN-、Cl-,少量Mg2+、Cu2+等離子,氧化過(guò)程中H2O2先將CN-氧化為無(wú)害氣體除去,后在堿性條件下將Cr3+ 氧化為CrO42-;然后加入20%NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH=8,根據(jù)各離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH,Fe3+Cu2+轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀而除去;濾液中含CrO42-、Cl-、Mg2+,濾液中加入稀硫酸酸化,CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,通過(guò)離子交換膜除去濾液中的Mg2+;加入草酸還原Cr2O72-,Cr2O72-還原成Cr3+,草酸被氧化成CO2;含Cr3+溶液中加入20%NaOH充分反應(yīng)、冷卻結(jié)晶獲得產(chǎn)品;結(jié)合相關(guān)化學(xué)用語(yǔ)和原理作答。

1)堿式硫酸鉻的化學(xué)式為CrOHSO4nH2O,其中HO、S的化合價(jià)依次為+1價(jià)、-2價(jià)、+6價(jià),則Cr的化合價(jià)為+3價(jià)。

2氧化時(shí)加入氧化劑H2O2,H2O2不穩(wěn)定易分解成H2OO2,則氧化時(shí)需控制反應(yīng)溫度在50℃~90℃的原因是:加快反應(yīng)速率(因?yàn)闇囟冗^(guò)低反應(yīng)速率太慢),防止溫度過(guò)高H2O2分解耗量增多;H2O2先將CN-氧化為無(wú)害氣體除去,其中C元素被氧化成CO2N元素被氧化成N2,反應(yīng)的方程式為5H2O2+2CN-=2CO2↑+N2↑+2OH-+4H2O,氣體I成分是CO2、N2H2O2后在堿性條件下將Cr3+ 氧化為CrO42-,反應(yīng)的方程式為3H2O2+2Cr3++10OH-=2CrO42-+8H2O,因?yàn)檎{(diào)節(jié)溶液的pH=8,根據(jù)各離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH,Fe3+、Cu2+轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀而除去,則濾渣中主要含Fe(OH)3、Cu(OH)2

3酸化時(shí)CrO42-可轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,結(jié)合原子守恒和酸性條件,離子方程式為2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O。

4)根據(jù)上述分析,富集到鈉離子交換樹(shù)脂上的金屬陽(yáng)離子為Mg2+。

5)還原過(guò)程中Cr2O72-還原成Cr3+,草酸被氧化成CO2,Cr元素的化合價(jià)由+6價(jià)降為+3價(jià),C元素的化合價(jià)由+3價(jià)升為+4價(jià),根據(jù)得失電子守恒,0.1mol/L×1L×2×3=n(H2C2O4)×2×1,解得n(H2C2O4)=0.3mol。

6)根據(jù)Ksp(AgCl)=c(Ag+c(Cl-),當(dāng)溶液中Cl- 恰好完全沉淀(濃度等于1.0×10-5mol·L-1)時(shí),溶液中c Ag+)為mol/L=2.0×10-5mol/L;根據(jù)Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+c(CrO42-),此時(shí)溶液中cCrO42-)等于mol/L=5.0×10-3mol/L

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】2019年國(guó)際非政府組織“全球碳計(jì)劃”124日發(fā)布報(bào)告:研究顯示,全球二氧化碳排放量增速趨于緩。CO2的綜合利用是解決溫室問(wèn)題的有效途徑。

1)一種途徑是將CO2轉(zhuǎn)化為成為有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)。如:

C2H4 (g) + H2O (l) = C2H5OH (l) ΔH-44.2 kJ·mol1

2CO2(g) + 2H2O (l) =C2H4 (g) +3O2(g) ΔH+1411.0 kJ·mol1

2CO2(g) + 3H2O (l) = C2H5OH (l) + 3O2(g) ΔH___________

2CO2甲烷化反應(yīng)是由法國(guó)化學(xué)家Paul Sabatier 提出的,因此,該反應(yīng)又叫Sabatier反應(yīng)。CO2催化氫化制甲烷的研究過(guò)程:

①上述過(guò)程中,產(chǎn)生H2反應(yīng)的化學(xué)方程式為:___________________________________。

HCOOHCO2轉(zhuǎn)化為CH4的中間體:CO2 HCOOH CH4當(dāng)鎳粉用量增加10倍后,甲酸的產(chǎn)量迅速減少,當(dāng)增加鎳粉的用量時(shí),CO2鎳催化氫化制甲烷的兩步反應(yīng)中反應(yīng)速率增加較大的一步是_______________(填III

3CO2經(jīng)催化加氫可以生成低碳烴,主要有兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng):

反應(yīng)ICO2(g) + 4H2 (g)CH4 (g) +2H2O(g)

反應(yīng)II2CO2(g) + 6H2 (g)C2H4 (g) +4H2O(g)

1L密閉容器中沖入1molCO24molH2,測(cè)得平衡時(shí)有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨溫度變化如圖所示。T1℃時(shí),CO2的轉(zhuǎn)化率為_________T1℃時(shí),反應(yīng)I的平衡常數(shù)K=_______。

4)已知CO2催化加氫合成乙醇的反應(yīng)原理為2CO2(g) + 6H2 (g)C2H5OH (g) +4H2O(g) ΔH,m代表起始時(shí)的投料比,即m=.

①圖1中投料比相同,溫度T3>T2>T1,ΔH_____(填“>”或“<”)0.

m=3時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后p(總)=20ɑ MPa ,恒壓條件下各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖2.則曲線b代表的物質(zhì)為_______(填化學(xué)式)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】化合物H是一種有機(jī)材料中間體。實(shí)驗(yàn)室由芳香化合物A制備H的一種合成路線如下:

已知:①RCHOR′CHO

RCHOR′CH2CHOH2O

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

1)芳香族化合物B的名稱(chēng)為________,1molB最多能與_____molH2加成,其加成產(chǎn)物等效氫共有_______種。

2)由E生成F的反應(yīng)類(lèi)型為________F分子中所含官能團(tuán)的名稱(chēng)是_______。

3X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________。

4)寫(xiě)出D生成E的第①步反應(yīng)的化學(xué)方程式______

5G與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成化合物Y,Y有多種同分異構(gòu)體,其中符合下列條件的同分異構(gòu)體有________種,寫(xiě)出其中任意一種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式____。

①分子中含有苯環(huán),且能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出CO2;②其核磁共振氫譜顯示有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫,峰面積比為6211。

6)根據(jù)題目所給信息,設(shè)計(jì)由乙醛和苯甲醛制備的合成路線(無(wú)機(jī)試劑任選)______。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】25℃時(shí),H2CO3Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.0×10-11。常溫下在20mL0.1mol/LNa2CO3溶液中逐滴加入40mL0.1mol/L'HCl溶液,溶液中含碳元素的各種微粒(CO2因逸出未畫(huà)出)物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(縱軸)隨溶液pH變化的部分情況如圖所示。

下列說(shuō)法正確的是

A. 在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-能大量共存

B. a點(diǎn)時(shí):c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+3c(CO32-)

C. 當(dāng)pH=7時(shí),溶液中c(Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)

D. 當(dāng)溶液中c(HCO3-):c(CO32-)=2:1時(shí),溶液的pH=10

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】室溫下,在一定量0.2 mol·L1 Al2(SO4)3溶液中,逐滴加入1.0 mol·L1 NaOH溶液,實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶液pHNaOH溶液體積的變化曲線如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是(

A. a點(diǎn)時(shí),溶液呈酸性的原因是Al3水解,離子方程式為:Al3+3H2OAl(OH)3+3H+

B. Ksp[Al(OH3)]=10-32

C. c~d段,溶液中離子濃度的關(guān)系為:c(Na+)+ c(H+)+ 3c(Al3+)= c(OH-)+c(AlO2-)

D. d點(diǎn)時(shí),溶液中離子濃度的大小關(guān)系為:c(Na+)>c(AlO2-)>c(OH-)>c(H+)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知二甲苯的結(jié)構(gòu): ,下列說(shuō)法正確的是

A.a的同分異構(gòu)體只有bc兩種

B.在三種二甲苯中,b的一氯代物種數(shù)最多

C.a、b、c 均能使酸性 KMnO4溶液、溴水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而褪色

D.ab、c 中只有c 的所有原子處于同一平面

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】1,2一二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是一種重要的化工原料,工業(yè)上可用丙烯加成法制備,主要副產(chǎn)物為3一氯丙烯(CH2=CHCH2Cl),反應(yīng)原理為:

i .CH2 =CHCH3g +C12gCH2ClCHClCH3g H1=-134kJmol-1

ii . CH2 =CHCH3g +C12gCH2= CHCH2Clg +HClg H2 =-102kJmol-1

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

1)已知:CH2 =CHCH2Cl g + HCl gCH2ClCHClCH3g)的正反應(yīng)的活化能Ea(正)132 kJmol-1,則逆反應(yīng)的活化能Ea(逆)__________ kJmol-1 。

2)某研究小組向密閉容器中充入一定量的C12g)和CH2 =CHCH3 g),分別在 A、B兩種不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng),一段時(shí)間后測(cè)得CH2ClCHClCH3的產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如圖1所示。

①下列說(shuō)法正確的是______(填代號(hào))。

a .使用催化劑AB的最佳溫度:A <B

b .p、m點(diǎn)分別是對(duì)應(yīng)溫度下CH2ClCHClCH3的平衡產(chǎn)率

c. 使用催化劑降低了反應(yīng)的活化能和焓變

d. 溫度不變,增大壓強(qiáng)可使CH2ClCHClCH3的產(chǎn)率提高

②在250℃以后,A曲線中產(chǎn)率下降的原因可能是________(寫(xiě)出兩條)。

3T℃時(shí)使用選擇性更高的催化劑,在恒容密閉容器內(nèi)充入等物質(zhì)的量的C12 g CH2=CHCH3 g)進(jìn)行反應(yīng)i,測(cè)得容器各組分的分壓強(qiáng)(p=p×體積分?jǐn)?shù))隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖2所示,回答下列問(wèn)題:

①若用單位時(shí)間內(nèi)氣體分壓的變化來(lái)表示反應(yīng)速率,即υ= ,則t1~t2時(shí)間段內(nèi)平均反應(yīng)速率υCH2=CHCH3= _______ kPamin-1(用相關(guān)字母表示);平衡時(shí)CH2ClCHClCH3的體積分?jǐn)?shù)________。

②反應(yīng)的平衡常數(shù)KP=_____________(用平衡分壓代替平衡濃度,相關(guān)字母表示結(jié)果)。

4)如圖3是在酸性電解質(zhì)溶液中,用惰性電極將CO2轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的電化學(xué)裝置,回答下列問(wèn)題:

①太陽(yáng)能電池的負(fù)極是 __________(填“a”“b”)。

②生成丙烯的電極反應(yīng)式是____________。

③相同時(shí)間內(nèi),相同條件下,消耗的CO2與生成的O2 的體積之比為_________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】線型 PAA )具有高吸水性,網(wǎng)狀 PAA 在抗壓性、吸水性等方面優(yōu)于線型 PAA。網(wǎng)狀 PAA 的制備方法是:將丙烯酸用 NaOH 中和,加入少量交聯(lián)劑 a,再引發(fā)聚合。其部分結(jié)構(gòu)片段 如圖所示,列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.線型 PAA 的單體不存在順?lè)串悩?gòu)現(xiàn)象

B.形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的過(guò)程發(fā)生了加聚反應(yīng)

C.交聯(lián)劑 a 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是

D.PAA 的高吸水性與—COONa 有關(guān)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)值。下列有關(guān)敘述正確的是(  )

A. 14 g乙烯和丙烯混合氣體中的氫原子數(shù)為2NA

B. 1 mol N24 mol H2反應(yīng)生成的NH3分子數(shù)為2NA

C. 1 mol Fe溶于過(guò)量硝酸,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2NA

D. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24 L CCl4含有的共價(jià)鍵數(shù)為0.4NA

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