- 生产中三废的处理
- 共198题
我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求
以下是源水处理成自来水的工艺流程示意图：源水→曝气池 一级沉降池 
（1）FeSO4•7H2O是常用的凝聚剂，它在水中最终生成______
（2）气体A的作用是______．这种作用是基于气体A和水反应的产物具有______ 性．
（3）下列物质中______可以作为气体A的代用品（填写编号）．①Ca（ClO）2 ②NH3（液） ③K2FeO4 ④SO2．
正确答案
解：（1）FeSO4•7H2O是常用的凝聚剂，亚铁离子在溶液中水解生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁具有较强还原性，容易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁，所以最终生成的是胶状Fe（OH）3，
故答案为：胶状Fe（OH）3；
（2）气体A为氯气，氯气与水反应生成HCl和HClO，该反应方程式为：Cl2+H2O═HCl+HClO，生成的HClO具有强氧化性，能杀菌消毒，
故答案为：杀菌消毒，强氧化性；
（3）氯气具有强氧化性，其作用为杀菌消毒，能够作为Cl2的替代品的物质必须具有强氧化性，选项中②NH3（液）、④SO2不具有强氧化性，只有①Ca（ClO）2③K2FeO4 具有强氧化性，
故答案为：①③．
解析
解：（1）FeSO4•7H2O是常用的凝聚剂，亚铁离子在溶液中水解生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁具有较强还原性，容易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁，所以最终生成的是胶状Fe（OH）3，
故答案为：胶状Fe（OH）3；
（2）气体A为氯气，氯气与水反应生成HCl和HClO，该反应方程式为：Cl2+H2O═HCl+HClO，生成的HClO具有强氧化性，能杀菌消毒，
故答案为：杀菌消毒，强氧化性；
（3）氯气具有强氧化性，其作用为杀菌消毒，能够作为Cl2的替代品的物质必须具有强氧化性，选项中②NH3（液）、④SO2不具有强氧化性，只有①Ca（ClO）2③K2FeO4 具有强氧化性，
故答案为：①③．
（2014春•厦门月考）Ⅰ．铅的存在形态主要有Pb2+、Pb（OH）+、Pb（OH）2、Pb（OH）3-、Pb（OH）42-，其中Pb（OH）2为沉淀．各形态的物质的量分数α 随溶液pH变化的关系如图所示：
（1）往含Pb2+的溶液中滴加NaOH溶液，pH=8时溶液中的阳离子除H+、Na+外还有______．pH＞13.2，随着pH增大混合体系中发生的主要反应的离子方程式为______．
（2）为了使废水中Pb2+尽可能转化为沉淀，应控制pH在______左右．
Ⅱ．废铅蓄电池所引起的铅污染日益严重．工业上从废铅蓄电池的铅膏（PbO2、PbSO4）回收铅的工艺流程如下，该工艺简称CX-EW法．
已知：H2SiF6为二元强酸，电离方程式为H2SiF6═2H++SiF62-
（3）步骤①反应中双氧水表现______（填“氧化性”、“还原性”或“不稳定性”）．
（4）滤液A中溶质的主要成分是______，该物质的一种用途为______．
（5）步骤③用惰性电极电解PbSiF6溶液的阴极电极反应式为______．
（6）工业上还可以用火法回收铅：铅膏
正确答案
Pb2+、Pb（OH）+
Pb（OH）3-+OH-=Pb（OH）42-
10
还原性
硫酸铵
氮肥（或工业原料）
Pb2++2e-=Pb
产生大量温室效应气体
巨大的能量消耗
解析
解：（1）结合图象可知pH=8时，Pb2+，Pb（OH）+和Pb（OH）2共存，另外溶液中还有H+，所以中存在的阳离子除H+、Na+外还有Pb2+、Pb（OH）+；
pH＞13.2时，Pb（OH）3-的浓度逐渐减小，Pb（OH）42-的浓度逐渐增大，说明Pb（OH）3-与氢氧根离子反应生成Pb（OH）42-，反应的离子方程式为：Pb（OH）3-+OH-=Pb（OH）42-，
故答案为：Pb2+、Pb（OH）+；Pb（OH）3-+OH-=Pb（OH）42-；
（2）结合图象可知，在pH=10时，铅元素主要以Pb（OH）2以形式存在，所以使废水中Pb2+尽可能转化为Pb（OH）2沉淀的最佳pH为10左右，
故答案为：10；
（3）步骤①中双氧水与铅膏（PbO2、PbSO4）反应生成碳酸铅、PbO，铅元素的化合价从+4变为+2，化合价降低被还原，在反应中作氧化剂，则双氧水在反应中被氧化，表现了还原性，
故答案为：还原性；
（4）碳酸铵、双氧水与PbO2、PbSO4反应生成碳酸铅、PbO，则反应后滤液中溶质应该为硫酸铵，硫酸铵可以做氮肥，也可以做工业原料，
故答案为：硫酸铵；氮肥（或工业原料）
（5）用惰性电极电解时，阴极上Pb2+放电发生还原反应，电极反应式为Pb2++2e-=Pb，
故答案为：Pb2++2e-=Pb；
（6）工业上还可以用火法回收铅：铅膏
故答案为：产生大量温室效应气体、巨大的能量消耗．
近年来高铁酸钾（K2FeO4）已经被广泛应用在水处理方面，高铁酸钾的氧化性超过高锰酸钾，是一种集氧化、吸附、凝聚、杀菌的新型高效的多功能水处理剂．高铁酸钾在水处理过程中涉及到的化学过程正确的有：①蛋白质的变性 ②蛋白质的盐析 ③胶体聚沉 ④盐类水解 ⑤焰色反应 ⑥氧化还原反应（ ）
正确答案
解析
解：高铁酸钾具有强氧化性，可致蛋白质发生氧化而变性，则不涉及蛋白质的盐析，故②错误；
高铁酸钾被还原生成Fe3+，水解生成具有吸附性的Fe（OH）3胶体而达到净水作用，涉及胶体聚沉、盐类水解，不涉及焰色反应，则⑤错误，
所以涉及的有①③④⑥，
故选B．
下列叙述中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．由于硬水中含有钙离子、镁离子，如果用硬水洗涤衣物，既浪费肥皂又洗不干净，时间长了还会使衣物变硬，故A正确；
B．铝离子水解生成的氢氧化铝胶体能够吸附水中悬浮物，起到净水作用，但是氢氧化铝不具有强氧化性，无法起到杀菌消毒的作用，故B错误；
C．水中含有较多钙离子、镁离子的水为硬水，氯化钙溶于水，水中钙离子浓度增大，水的硬度增大，故C错误；
D．除去或者降低天然水中的Ca2+、Mg2+浓度后，就可以把硬水变成了软水，水的硬度与HCO3-、SO42-、Cl-的含量无关，主要与Ca2+、Mg2+浓度有关，故D错误；
故选A．
火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染．对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的．
（1）脱硝．利用甲烷催化还原NOx：CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ•mol-1 CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-1160kJ•mol-1甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为______．
（2）脱碳．将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）△H3
①取五份等体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH） 与反应温度T的关系曲线（见图1），则上述CO2转化为甲醇反应的△H3______0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2，进行上述反应．测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．下列说法正确的是______（填字母代号）．
A．第10min后，向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2，则再次达到平衡时c（CH3OH）=1.5mol/L
B．达到平衡时，氢气的转化率为0.75
C．0～10分钟内，氢气的平均反应速率为0.075mol/（L•min）
D．该温度下，反应的平衡常数的值为3/16
E．升高温度将使n（CH3OH）/n（CO2）增大
③直接甲醇燃料电池结构如图3所示．其工作时负极电极反应式可表示为______．
（3）脱硫．某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥．设烟气中的SO2、NO2的物质的量之比为1：1，则该反应的化学方程式为______．
正确答案
CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ•mol-1
＜
B
2CH3OH+2H2O-12e-═12H++2CO2
12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4（NH4）2SO4+4NH4NO3
解析
解：（1）已知：CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ•mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-1160kJ•mol-1
不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的．两式相加，可得
2CH4（g）+4NO2（g）=2N2（g）+2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1734 kJ/mol
即CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867 kJ•mol-1
故答案为：CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867 kJ•mol-1
（2）①由图可知最高点反应到达平衡，达平衡后，温度越高，φ（CH3OH）越小，平衡向逆反应进行，升高温度平衡吸热方向进行，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，即△H3＜0．
故答案为：＜
②由图2可知，开始二氧化碳的浓度为1.0mol/L，开始容器中充入1mol CO2和3mol H2，所以开始氢气的浓度为3.0mol/L，容器体积为
平衡时，甲醇的浓度为0.75mol/L
CO2（g）+3H2（g） 
开始（mol/L）：1 3 0 0
变化（mol/L）：0.75 2.25 0.75 0.75
平衡（mol/L）：0.25 0.75 0.75 0.75
A、通过上述计算可知二氧化碳的转化率为
B、通过上述计算可知氢气的转化率为
C、10分钟内，氢气的平均反应速率为v（H2）=
D、该温度下该反应的K=
E、该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应进行，n（CH3OH）减小，n（CO2）增大，所以n（CH3OH）/n（CO2）值减小，故E错误．
故选：B
③总反应式为2 CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，
正极反应式：3O2+12H++12e-═6H2O；
总反应式减去正极反应式即为负极反应式，
所以负极反应式为：2CH3OH+2H2O-12e-═12H++2CO2；
故答案为：2CH3OH+2H2O-12e-═12H++2CO2
（3）反应方程式为12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4（NH4）2SO4+4NH4NO3
故答案为：12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4（NH4）2SO4+4NH4NO3
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