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铬的化合物有毒,由于+6价Cr的强氧化性,其毒性是+3价Cr毒性的100倍。因此...

铬的化合物有毒,由于+6价Cr的强氧化性,其毒性是+3价Cr毒性的100倍。因此,必须对含铬的废水进行处理。目前研究和采用的处理方法主要有:

方法一、还原法:

(Ⅰ)在酸性介质中用FeSO4、NaHSO3等将+6价Cr还原成+3价Cr。具体流程如下:

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请回答下列问题:

(1)上述流程①发生反应的离子方程式是                                 。    

(2)若在① 使FeSO4适当过量、空气适量,可产生具有磁性、组成类似于铁氧体(Fe3O4或FeO·Fe2O3)的复合氧化物(说明: 满分5 manfen5.com·y说明: 满分5 manfen5.comO)(注:X可以是分数),变废为宝。则控制空气适量的目的是                 ,使铁氧体分离出来较简便的方法是                         。假设处理含1 mol Cr2O72的废水至少需要加入10mol FeSO4·7H2O则复合氧化物(说明: 满分5 manfen5.com·y说明: 满分5 manfen5.comO)化学式是            

(Ⅱ)研究发现,用铁粉作还原剂不仅可以除去Cr6+,还能除去废水中的少量Mn2+,现研究铁屑用量和pH值对废水中铬、锰去除率的影响,

(3)取100mL废水于250 mL三角瓶中,调节pH值到规定值,分别加入不同量的废铁屑.得到铁屑用量对铬和锰去除率的影响如下图1所示。则在pH一定时,废水中铁屑用量为   时锰、铬去除率最好

(4)取100mL废水于250 mL三角瓶中,加入规定量的铁粉,调成不同的pH值。得到pH值对铬和锰去除率的影响如下图2所示。则在铁屑用量一定时,废水pH=   时锰、铬去除率最好

说明: 满分5 manfen5.com说明: 满分5 manfen5.com

方法二、电解法:将含+6价Cr的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电【解析】
阳极区生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,生成的Fe3+和Cr3在阴极区与OH结合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去。

(5)写出此阴极反应的电极方程式                                  

(6)现用上法处理1×104 L含铬(+6价)78 mg / L的废水,电解时阳极物质消耗的质量至少为________kg。

 

(16分)(1)Cr2O72-+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3十+7H2O(2分)) (2)使溶液中的比例恰当(答防止Fe2+被氧气过度氧化可以给分)(2分)     用磁铁吸引(2分)   Cr0.5Fe1.5O3·FeO(2分) (3)15% (2分)(4) 4 (2分)(5)2H2O+2e-=H2↑+2OH-。 (2分) (6) 2.52 (2分) 【解析】 试题分析:(1)Cr2O72-有较强氧化性,FeSO4中Fe2+有一定的还原性,在酸性介质中发生氧化还原反应,由实验流程可知,第①步反应中Cr2O72-在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+,自身被还原为Cr3+,根据守恒元素守恒及所处环境可知,还应有水生成,反应离子方程式为Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O。 (2)空气中含有氧气,如果空气过量,则Fe2+被氧气过度氧化,使溶液中Fe2+和Fe3+的比例不恰当。由于铁氧体具有磁性,所以使铁氧体分离出来较简便的方法是用磁铁吸引。根据反应的离子方程式可知,1mol Cr2O72-能氧化6mol亚铁离子,同时生成2mol Cr3十,而剩余亚铁离子的物质的量是4mol,所以根据原子守恒和化合价代数和为0可知,、3x+6-3x+2y=8,解得x=0.5、y=1,所以复合氧化物的化学式是Cr0.5Fe1.5O3·FeO。 (3)根据图1知,当铁用量逐渐增大时,离子的去除率先增大后减小,当废水中铁屑用量为15%时锰、铬去除率最好。 (4)根据图2知,当溶液的pH值逐渐增大时,锰离子的去除率先减小后增大,铬的去除率先增大后减小,当pH=4时锰、铬去除率最好。 (5)电解池中阴极得到电子,则阴极是水电离出的氢离子得到电子,所以阴极反应的电极方程式2H2O+2e-=H2↑+2OH-。 (6)1×104 L含铬(+6价)78 mg / L的废水中铬元素的质量是78 mg / L×10000=780000mg=780g,物质的量是780g÷52g/mol=15mol。在反应中得到15mo×3=45mol电子,因此根据电子的得失守恒可知,参加反应的亚铁离子是45mol,所以阳极消耗铁的质量至少是45mol×56g/mol=2520g=2.52kg。 考点:考查离子方程式、氧化还原反应、电极反应式的有关判断以及有关计算
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考点分析:
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高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂,具有氧化、吸附、絮凝、、助凝、杀菌、除臭等作用,高铁酸钾的开发和利用正日益显示出其广阔的应用前景。其制备路线如下:

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试回答下列问题

(1)操作①后的混合液中加入NaOH溶液的作用是:                            

最后用异丙醇洗涤产品的目的是                                             。  

(2) 操作②与操作③相同,该操作名称是:___________________。

(3)反应器中,NaOH、NaClO及Fe(NO3)3反应的离子方程式为: _____________________。

(4)次氯酸钠浓度对高铁酸钾产率有一定影响(下图甲),当高铁酸钾产率最高时,NaClO的物质的量浓度约为_________。(计算结果保留一位小数)

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(5)从环境保护的角度看,制备中间产物Na2FeO4较好的方法为电化学法,其装置如图乙所示,则阳极的电极反应式为                                               

 

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燃煤废气中的氮氧化物(NOx)、二氧化碳等气体,常用下列方法处理,以实现节能减排、废物利用等。

(1)对燃煤废气进行脱硝处理时,常利用甲烷催化还原氮氧化物,如:

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574 kJ·mol1

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H=-1160 kJ·mol1

则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)等的热化学方程式为              

(2)将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:

2CO2(g) + 6H2(g) 说明: 满分5 manfen5.comCH3OCH3(g) + 3H2O(g)

已知一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率见下表:

投料比[n(H2) / n(CO2)]

500 K

600 K

700 K

800 K

1.5

45%

33%

20%

12%

2.0

60%

43%

28%

15%

3.0

83%

62%

37%

22%

①若温度升高,则反应的平衡常数K将             (填“增大”、“减小”或“不变”。下同);若温度不变,提高投料比[n(H2) / n(CO2)],则K将             

②若用甲醚作为燃料电池的原料,请写出在碱性介质中电池负极的电极反应式

                                      。若通入甲醚(沸点为-24.9 ℃)的速率为1.12 L·min-1(标准状况),并以该电池作为电源电解2 mol·L-1 CuSO4溶液500 mL,则通电30 s后理论上在阴极可析出金属铜     g。

 

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有机物A、B、C、D有如下转化关系。回答下列问题:

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(1)乙烯的电子式为   ,分子中含有的共价键类型有               (填极性键或非极性键)。C中含官能团名称           

(2)写出反应的化学方程式和有机反应类型:

                                          ,反应类型:          

                                          ,反应类型:        

(3)反应②和反应③都可以用来制备物质B,反应②的条件为         。若要制取物质B,最好采用反应      (选填②或③),原因是                               

(4)某单烯烃通过加成反应得到的某烷烃的相对分子质量为86,则该烯烃的分子式为_________。该烷烃存在多种同分异构体,请写出只能由一种烯烃加成得到的烷烃的结构简式,并用系统命名法命名:                                                      

 

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已知在容积固定的密闭容器中充入NH3和O2发生如下反应:

4NH3(g)+5O2(g)说明: 满分5 manfen5.com4NO(g)+6H2O(g)

(1)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是           

A.容器中气体总质量不变

B.c(O2)不变

C.υ(O2)=1.25υ(NH3)

D.体系压强不变

E.相同时间内,消耗0.1 mol NH3,同时消耗了0.1 mol NO

(2)向该容器中加入正催化剂,则反应速率     (选填“增大”、“减小”、“不变”,下同),降低容器的温度则反应速率    ,通入Ar,则反应速率    

(3)若反应在绝热密闭系统中进行时,其余条件不变,反应速率是先增大后减小,其原因是             

A.反应体系温度先升高后降低,所以反应速率是先增大后减小

B.反应物浓度先升高后降低,所以反应速率先增大后减小

C.该反应为放热反应,在反应开始阶段,主要受体系温度升高的影响,反应速率增大;在反应后阶段,主要受浓度减小因素的影响,反应速率减慢

 

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某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。

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可选药品:浓硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及CO2

已知氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。

(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、④、⑥中盛放的药品依次是     

                

(2)滴加浓硝酸之前,需打开弹簧夹,通入一段时间的CO2,其目的是            

                                                                          

(3)装置①中发生反应的离子方程式是                                       

(4)装置②的作用是        ,发生反应的化学方程式是                      

(5)该小组得出的结论依据的实验现象是                          

(6)实验结束后,同学们发现装置①中溶液呈绿色,而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是       。(可多选)

a.加热该绿色溶液,观察颜色变化

b.加水稀释绿色溶液,观察颜色变化

c.向该绿色溶液中通入氧气,观察颜色变化

d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化

 

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