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(14分)以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,...

14分)以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。

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回答以下问题:

(1)该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)=       mol·L-1

(2)写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式:Ksp[Ca3(AsO4)2]=      ,若混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10-4mol·L-1,c(AsO43-)的最大是       mol·L-1

(3)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸),写出该反应的离子方程式                   

(4)在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入生石灰调节pH到2,再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。

①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为        

②Ca3AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为                      

 

(14分) (1)0.2 (2分) (2)c3 (Ca2+)·c2 (AsO43-) (2分) 7.2×10-17(2分) (3)2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O (3分) (4)①CaSO4 (2分) ②H3AsO4是弱酸,当溶液中pH调节到8左右时AsO43-浓度增大,Ca3(AsO4)2开 始沉淀 (3分) 【解析】 试题分析:(1)根据废水中硫酸的浓度可知该废水中硫酸的物质的量浓度是19.6g/98g/mol/1L=0.2mol/L; (2)根据沉淀的化学式及溶度积的定义,可知难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式:Ksp[Ca3(AsO4)2]=c3 (Ca2+)·c2 (AsO43-) ;若混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10-4mol·L-1,根据沉淀的溶度积的大小,溶度积越小,越易沉淀,则铁离子先沉淀,所以此时c(AsO43-)的最大是7.2×10-21/1.0×10-4= 7.2×10-17mol/L; (3)酸性条件下,H3AsO3与二氧化锰废水氧化还原反应生成H3AsO4,Mn元素被还原为锰离子,根据元素守恒,则产物中还有水生成,因为两种酸均是弱酸,所以离子方程式中均不能拆开,离子方程式是2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O; (4)①pH=2的溶液为酸性溶液,此时主要含有硫酸,则加入氧化钙后,氧化钙与硫酸反应生成硫酸钙,硫酸钙是微溶物质,所以开始产生的沉淀的主要成分是CaSO4 ; ②H3AsO4是弱酸,酸性条件下主要以分子形式存在,不能与钙离子结合生成沉淀;当溶液中pH调节到8左右时AsO43-浓度增大,Ca3(AsO4)2的浓度商大于其Ksp时,则开始沉淀。 考点:考查沉淀的溶度积的应用,离子方程式的书写  
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考点分析:
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15分)过渡金属的单质及化合物很多有催化性能,氯化铜、氯化亚铜经常用作有机合成催化剂。实验室中用氯气与粗铜杂质只有Fe)反应,制备铜的氯化物的流程如下。

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查阅资料:

氯化亚铜:白色微溶于水,在干燥空气中稳定,受潮则易变蓝棕色,在热水中迅速水解生成氧化铜水合物而呈红色。

氯化铜:从水溶液中结晶时,在15℃以下得到四水物,在15~25.7℃得到三水物,在26~42℃得到二水物,在42℃以上得到一水物,在100℃得到无水物。

(1)现用如图所示的实验仪器及药品制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。

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按气流方向连接各仪器接口顺序是:a→          h 、i            

②本套装置有两个仪器需要加热,加热的顺序为先      ,这样做的目的是   

(2)分析流程:

①固体甲需要加稀盐酸溶解,其理由是   

溶液甲可加试剂X用于调节pH以除去杂质,X可选用下列试剂中的填序号)   

a.NaOH         b.NH3·H2O       c.CuO        d.CuSO4

③完成溶液乙到纯净CuCl2·2H2O晶体的系列操作步骤为:

加少量盐酸、蒸发浓缩、        、洗涤、干燥。

(3)向溶液乙中加入适当的还原剂(如SO2、N2H4、SnCl2等),并微热得到CuCl沉淀,写出向乙溶液加入N2H4(氧化产物为无毒气体)的离子方程式:              。此反应只能微热的原因是                      

(4)若开始取100g 含铜96%的粗铜与足量Cl2反应,经上述流程只制备CuCl2·2H2O,最终得到干燥产品277g,求制备CuCl2·2H2O的产率       ;(精确到1%)分析出现此情况的主要原因                

 

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14分)氨的合成是最重要的化工生产之一。

.工业上合成氨用的H2有多种制取的方法:

用焦炭跟水反应:Cs)+H2Og) 满分5 manfen5.comCOg) H2g);

用天然气跟水蒸气反应:CH4g)+H2Og) 满分5 manfen5.comCOg)+3H2g)

已知有关反应的能量变化如下图,且方法②的反应为吸热反应,则方法②中反应的ΔH =___________ kJ/moL

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Ⅱ.在3个1L的密闭容器中,同温度下、使用相同催化剂分别进行反应:

3H2(g)+N2(g) 满分5 manfen5.com2NH3(g)

按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,反应达到平衡时有关数据为:

反应物投入量

3 mol H22 mol N2

6 mol H24mol N2

2 mol NH3

达到平衡的时间min)

t

5

8

平衡时N2的浓度mol·L-1)

c1

3

c2

(1)下列能说明该反应已达到平衡状态的是

a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1︰3︰2    

b.vN2)=3vH2)

c.容器内压强保持不变                         

d.混合气体的密度保持不变

(2)甲容器中达到平衡所需要的时间t    5min,表中c1    c2。(填“>”、“<” 或“=”)

(3)用氨合成尿素的反应为2NH3(g)+CO2(g)满分5 manfen5.comCO(NH2)2(s)+H2O(g)。工业生产时,原料气带有水蒸气。图1表示CO2的转化率与氨碳比满分5 manfen5.com、水碳比满分5 manfen5.com的变化关系。

①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是         

②测得B点氨的转化率为30%,则x1         

Ⅲ.有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图2所示。

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电池正极的电极反应式是                             ,A是            

 

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电离度是指弱电解质在溶液里达电离平衡时,已电离的电解质分子数占原来总分子数包括已电离的和未电离的)的百分数,下表中是三种酸在相同温度下的一些数据,有关判断正确的是

HX

HY

HZ

浓度mol/L)

0.12

0.2

0.9

1

1

电离度

0.25

0.2

0.1

0.3

0.5

电离常数

K1

K2

K3

K4

K5

A.在相同温度,从HX的数据可以说明:弱电解质溶液,浓度越低,电离度越大,且K1K2K3=0.01

B.室温时,若在NaZ溶液中加水,则cZ-)/[cHZ)• cOH)]的比值变小,若加少量盐酸,则比值变大

C.等物质的量的NaX、NaY和NaZ混合后,cX)+cY)-2cZ)=2cHZ)-cHX)-cHY),且cZ)<cY)<cX)

D.在相同温度下,K5K4K3

 

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钾长石的主要成分为硅酸盐,由前20号元素中的四种组成,化学式为XYZ3W8,其中只有W显负价。X、Y的最外层电子数之和与Z的最高正价数相等,Y3+与W的阴离子具有相同的电子层结构,X、W的质子数之和等于Y、Z的质子数之和。下列说法错误的是

A.离子半径:X>Y

B.氢化物的稳定性:W>Z

C.化合物X2W2和Y2W3中都不含共价键

D.1 mol ZW2晶体所含Z-W键的数目为4NANA为阿伏加德罗常数的值)

 

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下列是某同学对相应的离子方程式所作的评价,其中评价合理的是

编号

化学反应

离子方程式

 

A

碳酸钙与

醋酸反应

CO32-+2CH3COOHCO2↑+H2O+2CH3COO

错误,碳酸钙是弱电解

质,不应写成离子形式

B

苯酚钠溶液中

通入CO2

2C6H5O+CO2+H2O→2C6H5OH+CO32-

正确

C

NaHCO3的水解

HCO3+H2OCO32-+H3O

错误,水解方程式

误写成电离方程式

D

等物质的量的FeBr2和Cl2反应

2Fe2++2Br+2Cl22Fe3++Br2+4Cl

错误,离子方程式中

Fe2+与Br的物质的量

之比与化学式不符

 

 

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