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电镀行业产生的酸性含铬废水对环境有污染,其中所含的Cr(Ⅵ)是主要污染物,可采用...

电镀行业产生的酸性含铬废水对环境有污染,其中所含的Cr()是主要污染物,可采用多种处理方法将其除去。查阅资料可知:

①在酸性环境下,Cr()通常以Cr2O72-的形式存在;

Cr2O72-的氧化能力强于CrO42-

③常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表所示:

阳离子

Fe3

Fe2

Cr3

开始沉淀的pH

1.9

7.0

4.3

沉淀完全的pH

3.2

9.0

5.6

 

.腐蚀电池法

(1)向酸性含铬废水中投放废铁屑和焦炭,利用原电池原理还原Cr()。下列关于焦炭的说法正确的是_______(填字母代号)

a.作原电池的正极  b.在反应中作还原剂 c.表面可能有气泡产生

.电解还原法

向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体,以Fe为电极电解,经过一段时间,有Cr(OH)3Fe(OH)3沉淀生成排出,从而使废水中铬含量低于排放标准。电解装置如图1所示。

(2)A极连接电源的______________极,A极上发生的电极反应式为_______________

(3)电解开始时,B极上除了发生产生H2的反应外,还有少量Cr2O72-B极上直接放电,该反应的电极反应式为_________________

(4)电解过程中,溶液的pH不同时,通电时间(t)与溶液中铬元素去除率的关系如图2所示。

①由图可知,电解还原法应采取的最佳pH范围为____(填字母代号)

a24      b46      c610

②解释曲线Ⅰ和曲线Ⅳ去除率低的原因:________________

 

ac 正 Fe-2e-===Fe2+ Cr2O72-+14H++6e-===2Cr3++7H2O b 曲线Ⅰ的pH较小,此时Cr(Ⅵ)被还原生成的Cr3+难以生成Cr(OH)3沉淀,仍以Cr3+形式存在于溶液中,导致去除率较低;曲线Ⅳ的pH较大,铬元素主要以CrO42-形式存在,其氧化能力弱于Cr2O72-,Cr(Ⅵ)难以被还原并生成沉淀,导致去除率较低 【解析】 根据题意可知,本题考查电解原理及其应用、“三废”处理与环境保护,运用电化学原理和除杂原理分析。 (1)向酸性含铬废水中投放废铁屑和焦炭,形成原电池,铁作原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+;焦炭作正极,但焦炭是惰性材料,本身不能被还原,由于废水呈酸性,正极上可能发生反应2H++2e-===H2↑,观察到焦炭表面有气泡产生,则a、c正确, 故答案为:ac; (2)由图可知,与电源的B极相连的一极表面产生H2,该电极的电极反应为2H++2e-===H2↑,则B是电源负极,A是电源正极;与A极相连的电极为电解池的阳极,电极材料是Fe,Fe发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+。 故答案为:Fe-2e-===Fe2+; (3)B极是阴极,发生还原反应,少量Cr2O在B极上直接放电被还原为Cr3+,电解质溶液呈酸性,则电极反应式为Cr2O+14H++6e-===2Cr3++7H2O。 故答案为:Cr2O+14H++6e-===2Cr3++7H2O; (4)①由图可知,曲线Ⅱ对应pH=4时,溶液中铬元素去除率最大,且所用时间最短,反应速率快;曲线Ⅲ对应pH=6时,铬元素去除率最终与pH=4相同,但所用时间较长,反应速率比pH=4慢;图中曲线Ⅰ、Ⅳ 对应的铬元素去除率偏低,故最佳pH范围为4~6,答案选b。 故答案选:b; ②由题给信息可知,去除废水中的铬元素,最终要生成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀排出。曲线Ⅰ的pH=2,酸性较强,此时Cr(Ⅵ)被还原生成的Cr3+难以生成Cr(OH)3沉淀,仍以Cr3+形式存在于溶液中,导致铬元素去除率较低;曲线Ⅳ的pH=10,溶液呈碱性,促使平衡Cr2O3-+H2O2CrO+2H+正向移动,铬元素主要以CrO形式存在,其氧化能力弱于Cr2O,Cr(Ⅵ)难以被还原并生成沉淀,导致铬元素去除率较低。 故答案为:曲线Ⅰ的pH较小,此时Cr(Ⅵ)被还原生成的Cr3+难以生成Cr(OH)3沉淀,仍以Cr3+形式存在于溶液中,导致去除率较低;曲线Ⅳ的pH较大,铬元素主要以CrO42-形式存在,其氧化能力弱于Cr2O72-,Cr(Ⅵ)难以被还原并生成沉淀,导致去除率较低。  
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考点分析:
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1是部分短周期元素的常见化合价与原子序数的关系图:

请回答下列问题:

(1)元素F在周期表中的位置为________________

(2)CDEG的简单离子半径由大到小的顺序为_______________(用离子符号表示)

(3)二元化合物X是含有元素A18电子分子,3 g X(g)25 101 kPa 下完全燃烧生成稳定的化合物时放出Q kJ的热量,写出表示X燃烧热的热化学方程式:________________

(4)某同学设计实验用图2所示装置证明元素ABF的非金属性强弱(其中溶液b和溶液c均足量)

①溶液b_________________

②溶液c中发生反应的离子方程式为__________________

 

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温度为T1时,在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应 2NO2(g)2NO(g)O2(g)  ΔH>0。实验测得:υυ(NO2)消耗kc2(NO2)υυ(NO)消耗2υ(O2)消耗kc2(NO)·c(O2)kk为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是(    )

容器编号

物质的起始浓度(mol·L1)

物质的平衡浓度(mol·L1)

 

c(NO2)

c(NO)

c(O2)

c(O2)

0.6

0

0

0.2

0.3

0.5

0.2

 

0

0.5

0.35

 

 

 

 

A.反应达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为11

B.反应达平衡时,容器Ⅱ中 比容器Ⅰ中的大

C.反应达平衡时,容器Ⅲ中NO的体积分数大于50%

D.当温度改变为T2时,若kk,则T2>T1

 

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NA为阿伏加德罗常数的数值。下列说法错误的是

A.46 g C2H5OH含有的共价键数目为8NA

B.4.48 L(标准状况)H2CO混合气体完全燃烧消耗O2分子数为0.1NA

C.1 L 0.5 mol/LNa2S溶液中含S的粒子数目等于0.5NA

D.电解精炼铜时,阴极质量增重128 g,则转移电子数目大于4NA

 

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下列有关说法正确的是

A.电解质溶液导电为化学变化

B.NaSiO2H2O都称为分子式

C.NH3的水溶液能导电,所以NH3为电解质

D.HClOKNO3H2O2中均含离子键

 

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201810月在《自然-催化》杂志上刊登了中科院院士李灿发表的有关高效单核催化剂的文章,为实现液态阳光构想迈出了关键一步。液态阳光是指由阳光、二氧化碳和水通过人工光合作用得到的绿色液态燃料。下列有关液态阳光的说法错误的是

A.煤气化得到的水煤气不属于液态阳光

B.液态阳光的主要成分可能为甲醇、乙醇和氨基酸

C.液态阳光行动有利于可持续发展和应对气候的变化

D.液态阳光有望解决全球化石燃料面临枯竭的难题

 

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