- 生产中三废的处理
- 共198题
某工厂的工业废水中含有大量的Fe2+、SO42-和较多的Cu2+及少量的Na+．为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜．请根据流程图，在方框和括号内填写物质名称（或主要成分的化学式）或操作方法，完成回收硫酸亚铁和铜的简单实验方案．
（1）操作②的名称为______，所需要的玻璃仪器为______、______、烧杯．
（2）试剂⑤的化学式为______，发生化学反应的离子方程式为______．
（3）为验证溶液⑧中含有SO42-：取少量的溶液⑥于试管中，先加入______再加入______，若观察到有白色沉淀，则说明溶液⑧中含有SO42-．写出上述反应的离子方程式______．
正确答案
解：工业废水中含大量硫酸亚铁、Cu2+和少量的Na+，从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，结合流程可知，①为Fe，操作②为过滤，则④中主要含硫酸亚铁，③中含Cu、Fe，加入⑤为H2SO4，操作⑥为过滤，得到⑦为Cu，⑧中主要含FeSO4，操作⑨为蒸发、浓缩、结晶、过滤，可得到FeSO4.7H2O，
（1）操作②的名称为过滤，所需要的玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯，故答案为：过滤；漏斗；玻璃棒；
（2）试剂⑤的化学式为H2SO4，化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，所以离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，故答案为：H2SO4；Fe+2H+=Fe2++H2↑；
（3）先加入足量稀盐酸再加入少量BaCl2溶液，若观察到有白色沉淀，则说明溶液⑧中含有SO42-，离子方程为：Ba2++SO42-=BaSO4↓，故答案为：足量稀盐酸；少量BaCl2溶液，Ba2++SO42-=BaSO4↓．
解析
解：工业废水中含大量硫酸亚铁、Cu2+和少量的Na+，从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，结合流程可知，①为Fe，操作②为过滤，则④中主要含硫酸亚铁，③中含Cu、Fe，加入⑤为H2SO4，操作⑥为过滤，得到⑦为Cu，⑧中主要含FeSO4，操作⑨为蒸发、浓缩、结晶、过滤，可得到FeSO4.7H2O，
（1）操作②的名称为过滤，所需要的玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯，故答案为：过滤；漏斗；玻璃棒；
（2）试剂⑤的化学式为H2SO4，化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，所以离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，故答案为：H2SO4；Fe+2H+=Fe2++H2↑；
（3）先加入足量稀盐酸再加入少量BaCl2溶液，若观察到有白色沉淀，则说明溶液⑧中含有SO42-，离子方程为：Ba2++SO42-=BaSO4↓，故答案为：足量稀盐酸；少量BaCl2溶液，Ba2++SO42-=BaSO4↓．
废铅蓄电池量急速增加所引起的铅污染日益严重．工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的工艺流程如下：
已知：Ksp（PbSO4）=1.6×10-5，Ksp（PbCO3）=3.3×10-14．
回答下列问题：
（1）写出步骤①中PbSO4转化为PbCO3过程的平衡常数表达式K=______．为提高步骤①的反应速率和铅浸出率，你认为可采取的两条措施是______．
（2）写出步骤②证明已经洗涤干净的实验操作方法______．步骤③从母液可获得副产品为______．写出步骤④用惰性电极电解的阴极反应式______．
正确答案
解：（1）反应平衡常数是用各反应物和生成物浓度计算表示，固体和纯液体的浓度是定值不出现在表达式中，则平衡常数为：K=
为了加快反应速率和铅浸出率，可以采取措施有：充分搅拌、适当升高温度、增大碳酸钠和亚硫酸钠的浓度，
故答案为：
（2）步骤②证明已经洗涤干净只要证明其中不含有硫酸根离子即可，可以用氯化钡来检验，根据流程图，结合发生反应：PbO2+Na2SO3+Na2CO3+H2O=PbCO3↓+Na2SO4+2NaOH，所以从母液可获得副产品为NaOH、Na2SO4，电解池的阴极上是铅离子发生得电子的还原反应：Pb2++2e-=Pb，
故答案为：取少许最后一次洗涤液于试管中，滴入过量盐酸后，再滴入少量氯化钡溶液，若无沉淀产生，则证明已经洗涤干净；NaOH、Na2SO4；Pb2++2e-=Pb．
解析
解：（1）反应平衡常数是用各反应物和生成物浓度计算表示，固体和纯液体的浓度是定值不出现在表达式中，则平衡常数为：K=
为了加快反应速率和铅浸出率，可以采取措施有：充分搅拌、适当升高温度、增大碳酸钠和亚硫酸钠的浓度，
故答案为：
（2）步骤②证明已经洗涤干净只要证明其中不含有硫酸根离子即可，可以用氯化钡来检验，根据流程图，结合发生反应：PbO2+Na2SO3+Na2CO3+H2O=PbCO3↓+Na2SO4+2NaOH，所以从母液可获得副产品为NaOH、Na2SO4，电解池的阴极上是铅离子发生得电子的还原反应：Pb2++2e-=Pb，
故答案为：取少许最后一次洗涤液于试管中，滴入过量盐酸后，再滴入少量氯化钡溶液，若无沉淀产生，则证明已经洗涤干净；NaOH、Na2SO4；Pb2++2e-=Pb．
（2016•浙江模拟）电镀工业中往往产生大量的有毒废水，必须经过严格处理后才可以排放．某种含A离子（阴离子）废水在排放前的处理过程如下：
已知：9.0g沉淀D在氧气中灼烧后，产生8.0g黑色固体，生成的气体通过足量澄清石灰水时，产生10.0g白色沉淀，最后得到的混合气体除去氧气后，还剩余标况下密度为1.25g•L-1的气体E 1.12L．
（1）E的结构式______
（2）沉淀D的化学式______
（3）写出沉淀D在氧气中灼烧发生的化学方程式______
（4）滤液C中还含有微量的A离子，通过反应②，可将其转化为对环境无害的物质，试用离子方程式表示该原理______
（5）反应①为制得某种元素的低价X离子，试从氧化还原反应的角度分析，是否可以用Na2SO3溶液来代替B溶液，说明理由______，并设计实验方案证明Na2SO3溶液是否变质______．
正确答案
解：9.0g沉淀D在氧气中灼烧后，产生8.0g黑色固体，黑色固体应为CuO，生成的气体通过足量澄清石灰水时，产生10.0g白色沉淀，白色沉淀为CaCO3，其物质的量为
（1）E是氮气，氮气的结构式为：N≡N，故答案为：N≡N；
（2）由以上分析可知沉淀D的化学式是：CuCN，故答案为：CuCN；
（3）沉淀D在氧气中灼烧发生的化学方程式：2CuCN+3O2
（4）CN-离子与NaClO在酸性条件转化为对环境无害的物质，应是生成氮气、二氧化碳，还有氯化钠与水生成，反应离子方程式为：2CN-+5ClO-+2H+=5Cl-+N2↑+2CO2↑+H2O，
故答案为：2CN -+5ClO-+2H+=5C1-+2CO2↑+N2↑+H2O；
（5）Na2SO3具有还原性，有可能将Cu2+还原为Cu+离子，可以用Na2SO3溶液来代替B溶液；
Na2SO3溶液变质为生成Na2SO4，检验Na2SO3溶液是否变质的方法为：取少最Na2SO3溶液，先加入BaCl2溶液，再加入足量稀盐酸，观察有无沉淀．若有，说明Na2SO3溶液己变质；或取少量Na2SO3溶液，先加入足量稀盐酸，再加入BaCl2溶液，观察有无沉淀．若有，说明Na2SO3溶液己变质，
故答案为：可以，因为Na2SO3有还原性，有可能将Cu2+还原为Cu+；
取少最Na2SO3溶液，先加入BaCl2溶液，再加入足量稀盐酸，观察有无沉淀．若有，说明Na2SO3溶液己变质；或取少量Na2SO3溶液，先加入足量稀盐酸，再加入BaCl2溶液，观察有无沉淀．若有，说明Na2SO3溶液己变质．
解析
解：9.0g沉淀D在氧气中灼烧后，产生8.0g黑色固体，黑色固体应为CuO，生成的气体通过足量澄清石灰水时，产生10.0g白色沉淀，白色沉淀为CaCO3，其物质的量为
（1）E是氮气，氮气的结构式为：N≡N，故答案为：N≡N；
（2）由以上分析可知沉淀D的化学式是：CuCN，故答案为：CuCN；
（3）沉淀D在氧气中灼烧发生的化学方程式：2CuCN+3O2
（4）CN-离子与NaClO在酸性条件转化为对环境无害的物质，应是生成氮气、二氧化碳，还有氯化钠与水生成，反应离子方程式为：2CN-+5ClO-+2H+=5Cl-+N2↑+2CO2↑+H2O，
故答案为：2CN -+5ClO-+2H+=5C1-+2CO2↑+N2↑+H2O；
（5）Na2SO3具有还原性，有可能将Cu2+还原为Cu+离子，可以用Na2SO3溶液来代替B溶液；
Na2SO3溶液变质为生成Na2SO4，检验Na2SO3溶液是否变质的方法为：取少最Na2SO3溶液，先加入BaCl2溶液，再加入足量稀盐酸，观察有无沉淀．若有，说明Na2SO3溶液己变质；或取少量Na2SO3溶液，先加入足量稀盐酸，再加入BaCl2溶液，观察有无沉淀．若有，说明Na2SO3溶液己变质，
故答案为：可以，因为Na2SO3有还原性，有可能将Cu2+还原为Cu+；
取少最Na2SO3溶液，先加入BaCl2溶液，再加入足量稀盐酸，观察有无沉淀．若有，说明Na2SO3溶液己变质；或取少量Na2SO3溶液，先加入足量稀盐酸，再加入BaCl2溶液，观察有无沉淀．若有，说明Na2SO3溶液己变质．
实验室模拟回收某废旧含镍催化剂（主要成份为NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等）生产Ni2O3．其工艺流程为如图1：
（1）根据图2所示的X射线衍射图谱，可知浸出渣含有三种主要成分，其中“物质X”为______．图3表示镍的浸出率与温度的关系，当浸出温度高于70℃时，镍的浸出率降低，浸出渣中Ni（OH）2含量增大，其原因是______．
（2）工艺流程中副产品的化学式为______．
（3）已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：
操作B是为了除去滤液中的铁元素，某同学设计了如下实验方案：向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液，调节溶液pH为3.7～7.7，静置，过滤．请对该实验方案进行评价：______（若原方案正确，请说明理由；若原方案错误，请加以改正）．
（4）操作C是为了除去溶液中的Ca2+，若控制溶液中F浓度为3×10-3mol•L-1，则Ca2+的浓度为______mol•L-1．（常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10-11）
（5）电解产生2NiOOH•H2O的原理分两步：①碱性条件下Cl-在阳极被氧化为ClO-；②Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH•H2O沉淀．第②步反应的离子方程式为______．
正确答案
解：（1）由于含镍催化剂中含有氧化钡，能和稀硫酸反应生成白色沉淀硫酸钡，所以根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱，可知浸出渣含有三种主要成分，其中“物质X”为BaSO4；由于随着温度升高，Ni2+的水解程度增大，从而导致镍的浸出率降低，浸出渣中Ni（OH）2含量增大，
故答案为：BaSO4； 温度升高，Ni2+的水解程度增大；
（2）由于CuS、S灼烧后溶于稀硫酸中生成硫酸铜，所以副产品应该是胆矾，即CuSO4•5H2O，
故答案为：CuSO4•5H2O；
（3）由于用氢氧化钠溶液调节溶液的pH值，容易引入杂质，所以方案是错误的；正确的操作应该是在调节pH前，应先在滤液中加入H2O2，使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，
故答案为：方案错误，在调节pH前，应先在滤液中加入H2O2，使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+；
（4）根据常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10-11可知，溶液中F-浓度为3×10-3 mol•L-1，则Ca2+的浓度为
故答案为：3×10-6；
（5）Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH•H2O沉淀，其还原产物是氯离子，则根据电子的得失守恒可知，第②步反应的离子方程式为ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH•H2O↓+Cl-，
故答案为：ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH•H2O↓+Cl-．
解析
解：（1）由于含镍催化剂中含有氧化钡，能和稀硫酸反应生成白色沉淀硫酸钡，所以根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱，可知浸出渣含有三种主要成分，其中“物质X”为BaSO4；由于随着温度升高，Ni2+的水解程度增大，从而导致镍的浸出率降低，浸出渣中Ni（OH）2含量增大，
故答案为：BaSO4； 温度升高，Ni2+的水解程度增大；
（2）由于CuS、S灼烧后溶于稀硫酸中生成硫酸铜，所以副产品应该是胆矾，即CuSO4•5H2O，
故答案为：CuSO4•5H2O；
（3）由于用氢氧化钠溶液调节溶液的pH值，容易引入杂质，所以方案是错误的；正确的操作应该是在调节pH前，应先在滤液中加入H2O2，使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，
故答案为：方案错误，在调节pH前，应先在滤液中加入H2O2，使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+；
（4）根据常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10-11可知，溶液中F-浓度为3×10-3 mol•L-1，则Ca2+的浓度为
故答案为：3×10-6；
（5）Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH•H2O沉淀，其还原产物是氯离子，则根据电子的得失守恒可知，第②步反应的离子方程式为ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH•H2O↓+Cl-，
故答案为：ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH•H2O↓+Cl-．
随着人们生活水平的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要的原因是（ ）
正确答案
解析
解：回收废电池的首要原因是防止废电池中渗漏出的重金属离子对土壤和水源的污染，而对废电池的综合利用是第二位的．
故选D．
扫码查看完整答案与解析