(10分)饮用水安全状况与人类健康有着密切关系。重金属离子对河流、海洋会造成严重污染。沉淀法是处理含重金属离子污水常用的方法。
某工厂废水(pH=2.0,ρ=1.0 g·mL-1)中含Ag+、Pb2+等 重金属离子,其浓度各约为0.01mol·L-1。排放前拟用沉淀法除去这两种离子,查找有关数据如下:
难溶电解质 |
AgCl |
AgI |
AgOH |
Ag2S |
PbI2 |
Pb(OH)2 |
PbS |
Ksp |
1.8×10-10 |
8.3×10-17 |
5.6×10-18 |
6.3×10-50 |
7.1×10-9 |
1.2×10-15 |
3.4×10-28 |
(1)你认为往废水中投 (填字母序号),沉淀效果最好。
A.NaOH B.Na2S C.KI D.Ca(OH)2
(2)如果用生石灰处理上述废水,使溶液的pH=8.0,处理后的废水中c(Pb2+)= 。
(3)如果用食盐处理其只含银离子的废水,测得处理后的废水中NaCl的质量分数为0.117%,若环境要求排放标准为c(Ag+)低于1.0×10-18mol·L-1,则该工厂处理后的废水是否符合排放标准 。(填“是”或 “否”)写出计算过程。
(19分)高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是实验室中模拟工业上用软锰矿制备高锰酸钾的流程图。
(1)操作Ⅰ的名称为 ;操作Ⅲ的名称为 。
(2)反应②的化学方程式为 。工业上用上述原理生产KMnO4方法产率较低,较好的制备方法是电解法。用Pt作阳极,Fe作阴极,K2MnO4为电解液,阳极的电极反应式为 。
(3)KMnO4是一种较稳定的化合物,但日光对KMnO4溶液的分解有催化作用,生成MnO2、KOH和O2。而 MnO2也是该分解反应的一种催化剂,请你设计一个实验方案,验证MnO2对该分解反应具有催化性: 。
(4)KMnO4在酸性介质中的强氧化性广泛应用于分析化学中。
例如:2KMnO4+3H2SO4+5Na2SO35Na2SO4+K2SO4+2MnSO4+3H2O。某同学用KMnO4测定实验室长期存放的Na2SO3固体的纯度。现欲准确称取6.3 g Na2SO3固体样品,配成500 mL溶液。取25.00 mL上述溶液放入锥形瓶中,用0.01000 mol/L 的酸性KMnO4溶液进行滴定。滴定结果如下表所示:
滴定次数 |
待测溶液的体积/mL |
标准溶液的体积 |
|
滴定前刻度/mL |
滴定后刻度/mL |
||
1 |
25.00 mL |
0.02 |
24.01 |
2 |
25.00 mL |
0.70 |
24.71 |
3 |
25.00 mL |
0.20 |
24.20 |
①配制500 mLNa2SO3溶液时,必须用到的实验仪器有:烧杯、玻璃棒、胶头滴管、药匙和 、 。
②判断滴定终点的依据是 。
③下列操作会导致测定结果偏高的是
A.未用标准浓度的酸性KMnO4溶液润洗滴定管
B.滴定前锥形瓶未干燥
C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡
D.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视
④用上述实验数据,计算Na2SO3的纯度为 。
(9分)近期因“召回门”而闹的沸沸扬扬的丰田Prius属第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低了汽油的消耗;在刹车和下坡时电动机处于充电状态。
(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料,汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反应,每生成1 mol水蒸气放热569.1 kJ。则该反应的热化学方程式为_______ 。
(2)混合动力车的电动机目前一般使用的是镍氢电池,镍氢电池采用镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解液。镍氢电池充放电原理示意如图,其总反应式是:
根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH将_______(填“增大”、“不变”或“减小”),该电极的电极反应式为_________________。
(3)有人建议汽车尾气中的CO,可用加入催化剂催化热分解的方法消除。已知热分解反应CO(g)=C(s)+O2(g)的△H=+110.5kJ/mol,△S=-0.089kJ·mol-1.K-1,这一方案理论上是否可行,____________(选填:“可行”或“不可行”)理由是
(19分)运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如下图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。根据图示回答下列问题:
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H 0(填“>”或“<”);若在恒温、恒
压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡 移动(填“向左”、“向右”或 “不”);
若在固定容积的密闭容器中发生反应,起始时SO2和O2分别为1mol和0.5mol,达到平衡时SO2的转化率为90%。则从SO3开始进行反应,在相同条件下,欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同,则起始时SO3的物质的量 ,转化率为
②若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1 K2;若反应进行到状
态D时, (填“>”、“<”或“=”)
(2)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
①写出自然界固氮的化学反应方程式: 。
②氨气溶于水得到氨水。在25°C下,将a mol·L-1的氨水与b mol·L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液中显中性,则c(NH4+) c(Cl-)(填“>”、“<”或“=”);用含a和b的代数式表示出氨水的电离平衡常数表达式 。
(3)海水中含有大量的元素,常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合态存在。在25°C下,向0.1mol·L-1的NaCl溶液中逐滴加入适量的0.1mol·L-1硝酸银溶液,有白色沉淀生成。向反应后的浊液中,继续加入0.1mol·L-1的NaI溶液,看到的现象是 ,产生该现象的原因是(用离子方程式表示) 。
(已知25°C时)
常温下,甲、乙两杯醋酸的稀溶液,甲的pH=2,乙的pH=3,对下列叙述的判断不正确的是
A.甲中水电离出的H+的物质的量浓度是乙中水电离出的H+的物质的量浓度的1/10
B.物质的量浓度c(CH3COOH)甲>10c(CH3COOH)乙
C.中和等量NaOH溶液需甲乙两杯醋酸溶液的体积:10V(CH3COOH)甲>V(CH3COOH)乙 D.甲中的c(OH-)为乙中c(OH-)的1/10
在一定条件下,将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)=xC(g)+2D(g).2min末该反应达到平衡,生成0.8molD,并测得C的浓度为0.2mol·L-1.下列判断正确的是
A.该条件下此反应的平衡常数约为0.91
B.2min内A的反应速率为0.3mol·(L·min)-1
C.B的转化率为60%
D.若混合气体密度不变,则表示该反应达到平衡状态