- 物质的检验
- 共3564题
工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大的伤害,必须进行处理.该法的工艺流程为:
CrO42-Cr2O72-
Cr3+
Cr(OH)3↓
其中第①步存在平衡:2CrO42-(黄色)+2H+⇌Cr2O72-(橙色)+H2O
(1)若平衡时溶液呈强酸性,则溶液显______色
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是______.
A.Cr2O72-和CrO42-的浓度相同 B.溶液的颜色不变
C.CrO42-的消耗速率是Cr2O72-生成速率的2倍 D.溶液的pH值不变
(3)第②步中,还原0.01mol Cr2O72-离子,需要______mol的FeSO4•7H2O.
(4)Cr(OH)3在水溶液中有两种电离方式,并存在以下平衡:
H++CrO2-(亮绿色)+H2O⇌Cr(OH)3(s)⇌Cr3+(紫色)+3OH-
下列有关说法中正确的是______
a、加酸平衡向右移动,生成Cr3+;加碱平衡向左移动,生成CrO2-
b、在一定条件下存在反应:Cr(OH)3+OH-→CrO2-+2H2O;Cr(OH)3+3H+→Cr3++3H2O
c、Cr3+盐溶液中加入NaOH溶液,先产生沉淀,后沉淀消失,溶液变成无色
d、Cr(OH)3(固)在水中存在三个平衡.
正确答案
橙
BD
0.06
ab
解析
解:(1)c(H+)增大,平衡2CrO42-(黄色)+2H+⇌Cr2O72-(橙色)+H2O右移,溶液呈橙色,
故答案为:橙;
(2)2CrO42-(黄色)+2H+⇌Cr2O72-(橙色)+H2O
A.Cr2O72-和CrO42-的浓度相同,不一定平衡,故A错误;
B.溶液的颜色不变,证明各组分的浓度不随时间的变化而变化,故B正确;
C.CrO42-的消耗速率表示v正,Cr2O72-生成速率也表示v正,从开始到平衡2v证(CrO42-)=v正(Cr2O72-)不是平衡状态,故C错误;
D.溶液的pH值不变,即溶液的酸性不变,氢离子浓度不变,达到了化学平衡状态,故D正确;
故选BD;
(3)第②步中,还原Cr2O72-离子,铬元素从+6价被还原成+3价,还原0.01mol Cr2O72-离子,即得到了0.06mol的电子,根据氧化还原反应中的电子守恒,硫酸亚铁中的亚铁离子要变为三价铁离子,即需要0.06mol的FeSO4•7H2O,
故答案为:0.06;
(4)a.根据化学平衡移动的影响,可以知道加酸则平衡向右移动,则生成Cr3+盐,加碱则平衡向左移动,生成亚铬酸盐(CrO2-),故a正确;
b.Cr元素的氢氧化物在水中有两种电离方式,所以Cr(OH)3+OH-→CrO2-+2H2O;Cr(OH)3+3H+→Cr3++3H2O,故b正确;
c.Cr3+盐中加入NaOH溶液,先产生沉淀氢氧化铬,后沉淀消失,溶液变成NaCrO2,溶液显示亮绿色,故c错误;
d.Cr(OH)3(固)在水中的存在沉淀溶解平衡和电离平衡两大平衡体系,故d错误;
故选ab.
海水中含有丰富的资源,海水综合利用的流程图如图1:
(1)电解氯化钠饱和溶液可以制得多种化工原料,写出电解氯化钠溶液的化学方程式:______.用其中两种原料可以制备常见的消毒剂,
请写出制备反应的离子反应方程式______.
(2)①若MgCl2粗产品中含有Mg2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+ 等阳离子,需先将 Fe2+、Fe3+、Mn2+ 转化为沉淀除去,Fe(OH)2为絮状,常将Fe2+转化为Fe(OH)3除去,若只加入(1)中制备消毒剂时的产物之一,则所加物质的化学式为______,控制溶液的pH为______. 请写出该物质与溶液中Fe2+ 反应的离子方程式:______.
②写出工业上制取金属镁的化学方程式:______.
(3)如图2为某同学设计的从海带中提取碘单质的流程图.
①请写出从海带灰提取碘元素时用到的主要仪器的名称______;
②将溶液中的碘元素的转化为碘单质可以用______试剂,请写出发生反应的离子方程式______,
含碘单质CCl4溶液呈现______色.
正确答案
解:(1)电解饱和氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气,反应物为氯化钠、水,方程式为:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠,反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,
故答案为:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(2)①加次氯酸钠将亚铁离子转化成易的铁离子,从图中可看出将Fe3+、Mn2+完全转化为沉淀除去,PH最低应该为9.8,PH=9.9时Mg2+开始沉淀;亚铁离子与次氯酸根离子反应的方程式为:2Fe2++ClO-+4OH-+H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-,故答案为:NaClO;9.8;2Fe2++ClO-+4OH-+H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-;
②电解熔融的氯化镁得到单质镁,化学方程式:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,故答案为:MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑;
(3)①海带灰溶解过程中烧杯和玻璃棒,过滤用漏斗、玻璃棒和烧杯,故答案为:铁架台、烧杯、玻璃棒、漏斗;
②将溶液中的碘元素的转化为碘单质可以加氧化剂过氧化氢将其转化,反应的离子方程式为:H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O,含碘单质CCl4溶液呈现紫红色,故答案为:H2O2稀H2SO4;H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O;紫红.
解析
解:(1)电解饱和氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气,反应物为氯化钠、水,方程式为:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠,反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,
故答案为:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(2)①加次氯酸钠将亚铁离子转化成易的铁离子,从图中可看出将Fe3+、Mn2+完全转化为沉淀除去,PH最低应该为9.8,PH=9.9时Mg2+开始沉淀;亚铁离子与次氯酸根离子反应的方程式为:2Fe2++ClO-+4OH-+H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-,故答案为:NaClO;9.8;2Fe2++ClO-+4OH-+H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-;
②电解熔融的氯化镁得到单质镁,化学方程式:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,故答案为:MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑;
(3)①海带灰溶解过程中烧杯和玻璃棒,过滤用漏斗、玻璃棒和烧杯,故答案为:铁架台、烧杯、玻璃棒、漏斗;
②将溶液中的碘元素的转化为碘单质可以加氧化剂过氧化氢将其转化,反应的离子方程式为:H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O,含碘单质CCl4溶液呈现紫红色,故答案为:H2O2稀H2SO4;H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O;紫红.
工厂中用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中,除了含有大量硫酸外,还含有少量NH4+、Fe3+、AsO43-、Cl-.为除去杂质离子,部分操作流程如图:
请回答问题:
(1)用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中,硫酸的浓度为4.9g•L-1,则该溶液中的pH约为______.
(2)NH4+在用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中以(NH4)2SO4和NH4Cl形式存在.现有一份(NH4)2SO4溶液,一份NH4Cl溶液,(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)恰好是NH4Cl溶液中c(NH4+)的2倍,则c[(NH4)2SO4]______c(NH4Cl)(填:<、=或>).
(3)随着向废液中投入生石灰(忽略溶液温度的变化),溶液中______(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)投入生石灰调节pH到2~3时,大量沉淀主要成分为CaSO4•2H2O[含有少量Fe(OH)3],提纯CaSO4•2H2O的主要操作步骤:向沉淀中加入过量______,充分反应后,过滤、洗涤、______.
(5)25℃,H3AsO4电离常数为K1=5.6×10-3,K2=1.7×10-7,K3=4.0×10-12.当溶液中pH调节到8~9时,沉淀主要成分为Ca3(AsO4)2.
①pH调节到8左右Ca3(AsO4)2才开始沉淀的原因是______.
②Na3AsO4第一步水解的平衡常数数值为:______.
③已知:AsO43-+2I-+2H+=AsO33-+I2+H2O,SO2+I2+2H2O═SO42-+2I-+4H+.上述两个反应中还原性最强的微粒是______.
正确答案
解:硫酸废液中含有大量硫酸外,还含有少量NH4+、Fe3+、AsO43-、Cl-,加入生石灰,调节pH2~3,大量沉淀主要成分为CaSO4•2H2O[含有少量Fe(OH)3],滤液加入生石灰调节pH8~9,生成Ca3(AsO4)2沉淀,滤液主要含有(NH4)2SO4和NH4Cl,
(1)硫酸的浓度为4.9g•L-1,c(H2SO4)==0.05mol/L,c(H+)=0.1mol/L,pH=-lg0.1=1,故答案为:1;
(2)如c[(NH4)2SO4]=c(NH4Cl),则(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)较大,因c(NH4+)越大,NH4+水解程度越小,则(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)小于是NH4Cl溶液中c(NH4+)的2倍,如等于2倍,则c(NH4Cl)应较大,
故答案为:<;
(3)随着向废液中投入生石灰,c(OH-)增大,c(NH3•H2O)减小,则溶液中减小,故答案为:减小;
(4)提纯CaSO4•2H2O,可加入稀硫酸溶解Fe(OH)3,且防止CaSO4•2H2O的溶解,过滤后洗涤、干燥,
故答案为:稀硫酸;晾干或干燥;
(5)①H3AsO4是弱酸电离出来的AsO43-较少,所以酸性条件下不易形成Ca3(AsO4)2沉淀,当溶液中pH调节到8左右时AsO43-浓度增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀,
故答案为:H3AsO4是弱酸,当溶液中pH调节到8左右,c(AsO43-)增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀;
②Na3AsO4的第一步水解的离子方程式为:AsO43-+H2O⇌HAsO42-+OH-,该步水解的平衡常数Kh==
=
=
=2.5×10-3,
故答案为:2.5×10-3;
③已知:AsO43-+2I-+2H+=AsO33-+I2+H2O,SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+.还原剂还原性大于还原产物的还原性,则还原性SO2>I->AsO33-,两个反应中还原性最强的微粒是SO2,
故答案为:SO2.
解析
解:硫酸废液中含有大量硫酸外,还含有少量NH4+、Fe3+、AsO43-、Cl-,加入生石灰,调节pH2~3,大量沉淀主要成分为CaSO4•2H2O[含有少量Fe(OH)3],滤液加入生石灰调节pH8~9,生成Ca3(AsO4)2沉淀,滤液主要含有(NH4)2SO4和NH4Cl,
(1)硫酸的浓度为4.9g•L-1,c(H2SO4)==0.05mol/L,c(H+)=0.1mol/L,pH=-lg0.1=1,故答案为:1;
(2)如c[(NH4)2SO4]=c(NH4Cl),则(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)较大,因c(NH4+)越大,NH4+水解程度越小,则(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)小于是NH4Cl溶液中c(NH4+)的2倍,如等于2倍,则c(NH4Cl)应较大,
故答案为:<;
(3)随着向废液中投入生石灰,c(OH-)增大,c(NH3•H2O)减小,则溶液中减小,故答案为:减小;
(4)提纯CaSO4•2H2O,可加入稀硫酸溶解Fe(OH)3,且防止CaSO4•2H2O的溶解,过滤后洗涤、干燥,
故答案为:稀硫酸;晾干或干燥;
(5)①H3AsO4是弱酸电离出来的AsO43-较少,所以酸性条件下不易形成Ca3(AsO4)2沉淀,当溶液中pH调节到8左右时AsO43-浓度增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀,
故答案为:H3AsO4是弱酸,当溶液中pH调节到8左右,c(AsO43-)增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀;
②Na3AsO4的第一步水解的离子方程式为:AsO43-+H2O⇌HAsO42-+OH-,该步水解的平衡常数Kh==
=
=
=2.5×10-3,
故答案为:2.5×10-3;
③已知:AsO43-+2I-+2H+=AsO33-+I2+H2O,SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+.还原剂还原性大于还原产物的还原性,则还原性SO2>I->AsO33-,两个反应中还原性最强的微粒是SO2,
故答案为:SO2.
目前市场上大量矿泉水、食用油等产品包装瓶几乎都是用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯,简称聚酯)制作的.利用废聚酯饮料瓶制备对苯二甲酸的流程及反应原理如下
(1)步骤①反应过程中的现象是______.
(2)步骤②分离的物质A是______.
(3)步骤③加沸石的目的是______.
(4)步骤④用盐酸酸化的方程式是______.
正确答案
解:根据流程中提示的发生的反应知道:聚对苯二甲酸乙二醇酯在碱性环境下可以水解为对苯二甲酸钠溶液和乙二醇,利用蒸馏法可以分离二者,首先被蒸馏出来的是对乙二醇,剩余的溶液是对苯二甲酸钠溶液,向其中加入盐酸可以将其转化为对苯二甲酸,
(1)聚对苯二甲酸乙二醇酯在碱性环境下水解为对苯二甲酸钠和乙二醇,根据给定的反应,现象是:固体溶解,有气泡产生;
故答案为:固体溶解,有气泡产生;
(2)对苯二甲酸钠溶液和乙二醇的混合物,利用蒸馏法可以分离二者,分离的物质A是乙二醇,故答案为:乙二醇;
(3)为防止溶液加热过程中的暴沸,可以加入碎石,故答案为:防止暴沸;
(4)对苯二甲酸钠溶液,向其中加入盐酸可以将其转化为对苯二甲酸,反应为:+2HCl→
+2NaCl,故答案为:
+2HCl→
+2NaCl.
解析
解:根据流程中提示的发生的反应知道:聚对苯二甲酸乙二醇酯在碱性环境下可以水解为对苯二甲酸钠溶液和乙二醇,利用蒸馏法可以分离二者,首先被蒸馏出来的是对乙二醇,剩余的溶液是对苯二甲酸钠溶液,向其中加入盐酸可以将其转化为对苯二甲酸,
(1)聚对苯二甲酸乙二醇酯在碱性环境下水解为对苯二甲酸钠和乙二醇,根据给定的反应,现象是:固体溶解,有气泡产生;
故答案为:固体溶解,有气泡产生;
(2)对苯二甲酸钠溶液和乙二醇的混合物,利用蒸馏法可以分离二者,分离的物质A是乙二醇,故答案为:乙二醇;
(3)为防止溶液加热过程中的暴沸,可以加入碎石,故答案为:防止暴沸;
(4)对苯二甲酸钠溶液,向其中加入盐酸可以将其转化为对苯二甲酸,反应为:+2HCl→
+2NaCl,故答案为:
+2HCl→
+2NaCl.
欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可将Cr2O2-7转化为Cr(OH)3沉淀除去.
已知:
(1)某含铬废水处理的主要流程如图所示:
①沉池中加入的混凝剂是K2SO4•Al2(SO4)3•24H2O,用离子方程式表示其反应原理______.
②反应池中发生主要反应的离子方程式是Cr2O2-7+3HSO-3+5H+═2Cr3++3SO2-4+H2O.根据“沉淀法”和“中和法”的原理,向沉淀池中加入NaOH溶液,此过程中发生主要反应的离子方程式是______、______.证明Cr3+沉淀完全的方法是______.
(2)工业亦可用电解法来处理含Cr2O2-7废水.实验室利用如图模拟处理含Cr2O2-7的废水,阳极反应式是Fe-2e-═Fe2+,阴极反应式是2H++2e-=H2↑.Fe2+与酸性溶液中的Cr2O2-7反应生成Cr3+和Fe3+,得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从水的电离平衡角度解释其原因是:______.
用电解法处理该溶液中0.01molCr2O2-7时,至少得到沉淀的质量是______g.
正确答案
解:(1)①K2SO4﹒Al2(SO4)3﹒24H2O为强电解质,在溶液中完全电离,生成Al3+和SO42-、K+,Al3+能水解生成氢氧化铝胶体:Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+或Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+,氢氧化铝胶体具有吸附性,能吸附水中的悬浮物,所以能作净水剂,
故答案为:Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+或Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+;
②根据“沉淀法”和“中和法”的原理,向沉淀池中加入NaOH溶液,NaOH会和H+发生反应H++OH-═H2O,Cr3+与NaOH发生反应Cr3++3OH-═Cr(OH)3↓,Cr(OH)3沉淀完全时的pH为8,所以,测定溶液的pH,若pH≥8,则证明Cr3+沉淀完全,
故答案为:Cr3++3OH-═Cr(OH)3↓、H++OH-═H2O;测定溶液的pH,若pH≥8,则证明Cr3+沉淀完全;
(2)亚铁离子与Cr2O72-发生氧化还原反应,被还原为Cr3+然后生成Cr(OH)3沉淀,重铬酸根具有强氧化性,能将生成的亚铁离子氧化为三价,即6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O;随着电解进行,溶液中c(H+) 逐渐减少,打破了水的电离平衡,促进了水的电离,使溶液中OH-浓度增大,溶液的碱性增强,生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀,金属阳离子在阴极区可沉淀完全;根据Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,Cr3++3OH-═Cr(OH)3↓、Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓知0.01mol Cr2O72-,可生成0.02molCr(OH)3,0.06molFe(OH)3,至少得到沉淀的质量是0.02mol×103g/mol+0.06mol×107g/mol=8.48g,
故答案为:阴极反应消耗了水中的H+,打破了水的电离平衡,促进了水的电离,使溶液中OH-浓度增大,溶液的碱性增强;8.48;
解析
解:(1)①K2SO4﹒Al2(SO4)3﹒24H2O为强电解质,在溶液中完全电离,生成Al3+和SO42-、K+,Al3+能水解生成氢氧化铝胶体:Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+或Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+,氢氧化铝胶体具有吸附性,能吸附水中的悬浮物,所以能作净水剂,
故答案为:Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+或Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+;
②根据“沉淀法”和“中和法”的原理,向沉淀池中加入NaOH溶液,NaOH会和H+发生反应H++OH-═H2O,Cr3+与NaOH发生反应Cr3++3OH-═Cr(OH)3↓,Cr(OH)3沉淀完全时的pH为8,所以,测定溶液的pH,若pH≥8,则证明Cr3+沉淀完全,
故答案为:Cr3++3OH-═Cr(OH)3↓、H++OH-═H2O;测定溶液的pH,若pH≥8,则证明Cr3+沉淀完全;
(2)亚铁离子与Cr2O72-发生氧化还原反应,被还原为Cr3+然后生成Cr(OH)3沉淀,重铬酸根具有强氧化性,能将生成的亚铁离子氧化为三价,即6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O;随着电解进行,溶液中c(H+) 逐渐减少,打破了水的电离平衡,促进了水的电离,使溶液中OH-浓度增大,溶液的碱性增强,生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀,金属阳离子在阴极区可沉淀完全;根据Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,Cr3++3OH-═Cr(OH)3↓、Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓知0.01mol Cr2O72-,可生成0.02molCr(OH)3,0.06molFe(OH)3,至少得到沉淀的质量是0.02mol×103g/mol+0.06mol×107g/mol=8.48g,
故答案为:阴极反应消耗了水中的H+,打破了水的电离平衡,促进了水的电离,使溶液中OH-浓度增大,溶液的碱性增强;8.48;
Ⅰ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______.
Ⅱ铅的冶炼、加工同样会使水体中重金属铅的含量增大造成严重污染.水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、Pb(OH)3-、Pb(OH)42-.各形态的浓度分数α随溶液pH 变化的关系如图所示:
(3)往含Pb2+的溶液中滴稀NaOH溶液,pH=8时溶液中存在的阳离子除H+、Na+外还有______,pH=9时,主要反应的离子方程式为______.
(4)某课题组制备了一种新型脱铅剂,能有效去除水中的痕量铅,实验结果如下表:
上表中除Pb2+外,该脱铅剂对其他离子的去除效果最好的是______.
(5)如果该脱铅剂(用EH表示)脱铅过程中主要发生的反应为:2EH(s)+Pb2+⇌E2Pb(s)+2H+.则脱铅的最合适pH 范围为______(填字母).
A.4~5 B.6~7 C.9~10D.11~12.
正确答案
解:Ⅰ(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,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:平衡常数K=,
故答案为:;充分搅拌;适当升高温度;增大碳酸钠和亚硫酸钠的浓度(任写两点);
(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;
(3)由图象可知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(Na+除外)有Pb2+、Pb(OH)+、H+;pH=9时,曲线2、3表示的物质共存,由图可知Pb(OH)2的浓度分数比Pb(OH)+的大,所以主要反应是生成Pb(OH)2,反应的方程式为Pb2++2OH-═Pb(OH)2↓,
故答案为:Pb2+、Pb(OH)+;Pb2++2OH-═Pb(OH)2↓;
(4)加入脱铅剂,Pb2+浓度转化率为×100%=96%,Fe3+浓度转化率为
×100%=67%,而其它两种离子转化率较小,则除Pb2+外,该脱铅剂对其它离子的去除效果最好的是Fe3+,
故答案为:Fe3+;
(5)反应为2EH(s)+Pb2+⇌E2Pb(s)+2H+,参加反应的是Pb2+,由图象可知,选择PH要使铅全部以Pb2+形式存在,应为6~7之间,
故答案为:B.
解析
解:Ⅰ(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,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:平衡常数K=,
故答案为:;充分搅拌;适当升高温度;增大碳酸钠和亚硫酸钠的浓度(任写两点);
(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;
(3)由图象可知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(Na+除外)有Pb2+、Pb(OH)+、H+;pH=9时,曲线2、3表示的物质共存,由图可知Pb(OH)2的浓度分数比Pb(OH)+的大,所以主要反应是生成Pb(OH)2,反应的方程式为Pb2++2OH-═Pb(OH)2↓,
故答案为:Pb2+、Pb(OH)+;Pb2++2OH-═Pb(OH)2↓;
(4)加入脱铅剂,Pb2+浓度转化率为×100%=96%,Fe3+浓度转化率为
×100%=67%,而其它两种离子转化率较小,则除Pb2+外,该脱铅剂对其它离子的去除效果最好的是Fe3+,
故答案为:Fe3+;
(5)反应为2EH(s)+Pb2+⇌E2Pb(s)+2H+,参加反应的是Pb2+,由图象可知,选择PH要使铅全部以Pb2+形式存在,应为6~7之间,
故答案为:B.
“向海洋进军”,已成为世界许多国家发展的战略口号,海水中通常含有较多的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子,以海盐为原料的氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程如下:
依据图,完成下列填空:
(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极的电极反应式为______;
(2)电解过程的总反应的化学方程式______.
(3)电解槽阳极产物可用于______(至少写出两种用途).
(4)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程中除去这2种离子所发生反应的离子方程式为:______.
(5)如果粗盐中SO42-含量较高,必须添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可以是______
a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
(6)为了有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-加入试剂的合理顺序为______
a.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
b.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
c.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
(7)已知NaOH、NaCl在水中的溶解度数据如下表:
根据上述数据,脱盐工序中利用通过______、______(填操作名称)除去NaCl.
正确答案
解:(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极为阳极,则氯离子失电子发生氧化反应,方程式为2Cl--2e-=Cl2↑,故答案为;2Cl--2e-=Cl2↑;
(2)电解氯化钠溶液总反应的化学方程式为:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑;故答案为:2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(3)由(1)得,阳极生成氯气,氯气可用于制漂白粉、生产盐酸、自来水消毒、制高纯硅、合成塑料等,故答案为:制漂白粉、生产盐酸、自来水消毒、制高纯硅、合成塑料等;
(4)Ca2+、Mg2+等杂质与碳酸钠、NaOH反应转化为沉淀,离子反应分别为Ca2++CO32-═CaCO3↓、Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓,
故答案为:Ca2++CO32-═CaCO3↓、Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓;
(5)添加钡试剂除去SO42-,注意不能引入新的杂质,选Ba(NO3)2会引入杂质硝酸根离子,所以该钡试剂不能选用,
故答案为:a c;
(6)SO42-、Ca2+、Mg2+等分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀,可再通过过滤除去,Na2CO3溶液能除去过量的BaCl2溶液,盐酸能除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液,所以应BaCl2溶液再Na2CO3溶液之前加即可,所以加入试剂顺序为bc,故答案为:bc;
(7)根据表中数据可以得出:氢氧化钠的溶解度随温度的升高而增大,但是氯化钠的溶解度受温度的影响不大,则在温度高的时候,生成氢氧化钠晶体即可除去氯化钠,所以氢氧化钠和氯化钠分离的方法是:蒸发结晶,趁热过滤;故答案为:蒸发结晶,趁热过滤;
解析
解:(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极为阳极,则氯离子失电子发生氧化反应,方程式为2Cl--2e-=Cl2↑,故答案为;2Cl--2e-=Cl2↑;
(2)电解氯化钠溶液总反应的化学方程式为:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑;故答案为:2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(3)由(1)得,阳极生成氯气,氯气可用于制漂白粉、生产盐酸、自来水消毒、制高纯硅、合成塑料等,故答案为:制漂白粉、生产盐酸、自来水消毒、制高纯硅、合成塑料等;
(4)Ca2+、Mg2+等杂质与碳酸钠、NaOH反应转化为沉淀,离子反应分别为Ca2++CO32-═CaCO3↓、Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓,
故答案为:Ca2++CO32-═CaCO3↓、Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓;
(5)添加钡试剂除去SO42-,注意不能引入新的杂质,选Ba(NO3)2会引入杂质硝酸根离子,所以该钡试剂不能选用,
故答案为:a c;
(6)SO42-、Ca2+、Mg2+等分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀,可再通过过滤除去,Na2CO3溶液能除去过量的BaCl2溶液,盐酸能除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液,所以应BaCl2溶液再Na2CO3溶液之前加即可,所以加入试剂顺序为bc,故答案为:bc;
(7)根据表中数据可以得出:氢氧化钠的溶解度随温度的升高而增大,但是氯化钠的溶解度受温度的影响不大,则在温度高的时候,生成氢氧化钠晶体即可除去氯化钠,所以氢氧化钠和氯化钠分离的方法是:蒸发结晶,趁热过滤;故答案为:蒸发结晶,趁热过滤;
某厂使用的燃料为含S约4%~7%(质量分数)的褐煤,为除去烟气中的SO2,化害为利,采用以下工艺流程:
(1)吸收过程中可能产生的物质为______;
(2)调节pH使用的试剂为液氨,写出反应的离子方程式______;
(3)试剂A可能是______(填编号):
a.硝酸 b.浓硫酸 c.空气
若以氧气为氧化剂,写出反应的化学方程式______;
(4)烟气的温度很高,经过热交换后溶液中即有部分晶体析出,主要原因是______,从化工生产三原则的
角度分析这一工序在该工业生产中的目的______;
(5)指出该工艺流程产品的一项用途______;
(6)用上述工艺可以去除烟气中98%的SO2,该厂消耗上述褐煤10吨最多可制得产品______吨.
正确答案
解:除尘烟气主要成分为二氧化硫,二氧化硫中+4价硫具有还原性,能被氧化剂氧化成三氧化硫,试剂A最佳选择为氧气,因氧气是空气的组成,原料充足,且使用成本低,符合工业生产的需要,进行热交换,便于氨水吸收,氨水和二氧化硫反应生成亚硫酸氢铵,使用液氨调节pH,NH3+HSO3-=NH4++SO32-,经过A氧化,生成硫酸铵,经过热交换,蒸发得到硫酸铵晶体.
(1)二氧化硫为酸性氧化物,氨气为碱性气体,吸收过程中可能发生:2NH3+SO2+H2O=(NH4)2SO3、NH3+SO2+H2O=NH4HSO3,所以吸收过程中可能产生的物质为:(NH4)2SO3、NH4HSO3,
故答案为:(NH4)2SO3、NH4HSO3;
(2)氨气呈碱性,氨气和亚硫酸氢根离子反应:NH3+HSO3-=NH4++SO32-,故答案为:NH3+HSO3-=NH4++SO32-;
(3)经过A氧化,生成硫酸铵,需选择氧化剂,因氧气是空气的组成,原料充足,且使用成本低,符合工业生产的需要,以氧气为氧化剂,亚硫酸铵和氧气反应2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4,生成硫酸铵,
故答案为:C;2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4;
(4)烟气的温度很高,经过热交换后溶剂蒸发,溶液变过饱和溶液,饱和后溶质结晶,通过热交换,充分利用热能,
故答案为:溶液受热蒸发,饱和后溶质结晶;节能;
(5)硫酸铵为含氮元素的盐,可作植物生成的化肥,故答案为:化肥;
(6)褐煤中的硫含S最高为7%(质量分数),褐煤10吨可以去除烟气中98%的SO2,则被除去的二氧化硫的物质的量为n(S)=n(SO2)=,根据硫元素守恒n(SO2)=n[(NH4)2SO4)]=
,最多可制得产品=
×132g/mol×10-6t/g=2.83吨,故答案为:2.83.
解析
解:除尘烟气主要成分为二氧化硫,二氧化硫中+4价硫具有还原性,能被氧化剂氧化成三氧化硫,试剂A最佳选择为氧气,因氧气是空气的组成,原料充足,且使用成本低,符合工业生产的需要,进行热交换,便于氨水吸收,氨水和二氧化硫反应生成亚硫酸氢铵,使用液氨调节pH,NH3+HSO3-=NH4++SO32-,经过A氧化,生成硫酸铵,经过热交换,蒸发得到硫酸铵晶体.
(1)二氧化硫为酸性氧化物,氨气为碱性气体,吸收过程中可能发生:2NH3+SO2+H2O=(NH4)2SO3、NH3+SO2+H2O=NH4HSO3,所以吸收过程中可能产生的物质为:(NH4)2SO3、NH4HSO3,
故答案为:(NH4)2SO3、NH4HSO3;
(2)氨气呈碱性,氨气和亚硫酸氢根离子反应:NH3+HSO3-=NH4++SO32-,故答案为:NH3+HSO3-=NH4++SO32-;
(3)经过A氧化,生成硫酸铵,需选择氧化剂,因氧气是空气的组成,原料充足,且使用成本低,符合工业生产的需要,以氧气为氧化剂,亚硫酸铵和氧气反应2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4,生成硫酸铵,
故答案为:C;2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4;
(4)烟气的温度很高,经过热交换后溶剂蒸发,溶液变过饱和溶液,饱和后溶质结晶,通过热交换,充分利用热能,
故答案为:溶液受热蒸发,饱和后溶质结晶;节能;
(5)硫酸铵为含氮元素的盐,可作植物生成的化肥,故答案为:化肥;
(6)褐煤中的硫含S最高为7%(质量分数),褐煤10吨可以去除烟气中98%的SO2,则被除去的二氧化硫的物质的量为n(S)=n(SO2)=,根据硫元素守恒n(SO2)=n[(NH4)2SO4)]=
,最多可制得产品=
×132g/mol×10-6t/g=2.83吨,故答案为:2.83.
酸性条件下,锡元素在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式.SnSO4是一种重要的硫酸盐,广泛应用于镀锡工业.实验中制备SnSO4的流程如下:
(1)碳酸钠与SnCl2反应的化学方程式为______.
(2)制取SnSO4时,需加入稍过量的H2SO4,除溶角SnO外,其另一作用是______.
(3)酸性条件下,SnSO4可以用作双氧水去除剂,反应的离子方程式为______.
(4)镀锡与镀锌是铁件防锈的常用方法.铁件电镀锡时,接直流电源正极的电极材料是______;镀锡铁发生吸氧腐蚀的正极反应式为______.
正确答案
解:(1)碳酸钠与SnCl2反应生成氧化亚锡、二氧化碳和氯化钠,反应的化学方程式为:SnCl2+Na2CO3=SnO+CO2↑+2NaCl,故答案为:SnCl2+Na2CO3=SnO+CO2↑+2NaCl;
(2)SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡,存在平衡Sn Cl2+H2O⇌Sn(OH)Cl+HCl,加入硫酸,使该平衡向左移动,抑制Sn2+水解,故答案为:抑制Sn2+水解;
(3)酸性条件下,SnSO4还可以用作双氧水去除剂,双氧水有强氧化性,将Sn2+易被氧化为Sn4+,自身被还原为水,离子方程式为:Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O,
故答案为:Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O;
(4)铁件电镀锡时,镀件铁锡做阴极,镀层金属作阳极,电镀液是含有锡离子的盐,所以接直流电源正极的电极材料是金属锡,镀锡铁发生吸氧腐蚀的正极反应是氧气发生得电子的还原反应,即O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:Sn;O2+2H2O+4e-=4OH-.
解析
解:(1)碳酸钠与SnCl2反应生成氧化亚锡、二氧化碳和氯化钠,反应的化学方程式为:SnCl2+Na2CO3=SnO+CO2↑+2NaCl,故答案为:SnCl2+Na2CO3=SnO+CO2↑+2NaCl;
(2)SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡,存在平衡Sn Cl2+H2O⇌Sn(OH)Cl+HCl,加入硫酸,使该平衡向左移动,抑制Sn2+水解,故答案为:抑制Sn2+水解;
(3)酸性条件下,SnSO4还可以用作双氧水去除剂,双氧水有强氧化性,将Sn2+易被氧化为Sn4+,自身被还原为水,离子方程式为:Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O,
故答案为:Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O;
(4)铁件电镀锡时,镀件铁锡做阴极,镀层金属作阳极,电镀液是含有锡离子的盐,所以接直流电源正极的电极材料是金属锡,镀锡铁发生吸氧腐蚀的正极反应是氧气发生得电子的还原反应,即O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:Sn;O2+2H2O+4e-=4OH-.
铬及其化合物在工业、生产、生活中的应用广泛,但化工废料铬渣对人体健康有很大危害.
I.交警常用“司机饮酒检测仪”检查司机是否酒后驾车,其原理是硫酸酸化的含CrO3的硅胶和乙醇反应生成硫酸铬[Cr2(SO4)3]和乙醛(CH3CHO)等.
(1)在该反应中CrO3是______(填“氧化剂”或“还原剂”).
(2)请写出检测时反应的化学方程式:______.
II.从化工厂铬渣(含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+)中提取硫酸钠的工艺如图1:
已知:Fe3+、Cr3+完全沉淀(c≤1.0×10-5 mol•L-1)时pH分别为3.6和5.
(3)“微热”除能加快反应速率外,同时还可以______.
(4)根据图2所示溶解度(S)∽温度(T)曲线,操作B的最佳方法为______(填字母序号)
A.蒸发结晶,趁热过滤
B.蒸发浓缩,降温结晶,过滤
(5)酸化后Cr2O72-可被SO32-还原成Cr3+,离子方程式为______;常温下,Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]=______ mol4.L-4.
(6)Cr(OH)3在溶液中存在以下平衡:
H++CrO2-(亮绿色)+H2O⇌Cr(OH)3(s)⇌Cr3+(紫色)+3OH-.
在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH为5,pH不能过高的理由是:______.
正确答案
解:I.(1)该反应中Cr元素化合价由+6价变为+3价,得电子化合价降低的反应物是氧化剂,故答案为:氧化剂;
(2)该反应中Cr元素化合价由+6价变为+3价,C2H5OH中C元素化合价由-2价变为-1价,转移电子总数为6,根据转移电子相等知,CrO3的计量数是2,C2H5OH的计量数是3,再结合原子守恒配平方程式为2CrO3+3C2H5OH+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3CH3CHO+6H2O,
故答案为:3C2H5OH+2CrO3+3H2SO4═3CH3CHO+Cr2(SO4)3+6H2O;
II.(3)因为水解反应吸热,故“微热”除能加快反应速率外,同时还可以促进Fe3+水解生成Fe(OH)3而除去,滤渣A为Fe(OH)3,故答案为:促进Fe3+水解生成Fe(OH)3而除去,Fe(OH)3;
(4)根据如图2溶解度(S)~温度(T)曲线,操作B的最佳方法为 先将混合溶液蒸发浓缩,趁热过滤,趁热过滤的目的是有利于硫酸钠结晶析出,可以防止Na2Cr2O7•2H2O结晶析出,故答案为:A;
(5)酸化后Cr2O72-可被SO32-还原成Cr3+,SO32-变为SO42-,离子方程式为3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O;为保证最后得到纯净的硫酸钠,酸C为H2SO4,根据Cr3+完全沉淀(c≤1.0×10-5 mol•L-1)时pH为5,则c(H+)=10-5 mol/L,c(OH-)=10-9 mol•L-1,则Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]=(Cr3+)•c3(OH-)=1.0×10-32mol4•L-4,故答案为:3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O;H2SO4;1.0×10-32mol4•L-4;
(6)如果氢氧化钠过量,氢离子浓度减少平衡H++CrO2-(亮绿色)+H2O⇌Cr(OH)3(s)⇌Cr3+(紫色)+3OH-,平衡逆向移动,Cr(OH)3会溶解,故答案为:加入NaOH使上述平衡逆移,使Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O.
解析
解:I.(1)该反应中Cr元素化合价由+6价变为+3价,得电子化合价降低的反应物是氧化剂,故答案为:氧化剂;
(2)该反应中Cr元素化合价由+6价变为+3价,C2H5OH中C元素化合价由-2价变为-1价,转移电子总数为6,根据转移电子相等知,CrO3的计量数是2,C2H5OH的计量数是3,再结合原子守恒配平方程式为2CrO3+3C2H5OH+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3CH3CHO+6H2O,
故答案为:3C2H5OH+2CrO3+3H2SO4═3CH3CHO+Cr2(SO4)3+6H2O;
II.(3)因为水解反应吸热,故“微热”除能加快反应速率外,同时还可以促进Fe3+水解生成Fe(OH)3而除去,滤渣A为Fe(OH)3,故答案为:促进Fe3+水解生成Fe(OH)3而除去,Fe(OH)3;
(4)根据如图2溶解度(S)~温度(T)曲线,操作B的最佳方法为 先将混合溶液蒸发浓缩,趁热过滤,趁热过滤的目的是有利于硫酸钠结晶析出,可以防止Na2Cr2O7•2H2O结晶析出,故答案为:A;
(5)酸化后Cr2O72-可被SO32-还原成Cr3+,SO32-变为SO42-,离子方程式为3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O;为保证最后得到纯净的硫酸钠,酸C为H2SO4,根据Cr3+完全沉淀(c≤1.0×10-5 mol•L-1)时pH为5,则c(H+)=10-5 mol/L,c(OH-)=10-9 mol•L-1,则Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]=(Cr3+)•c3(OH-)=1.0×10-32mol4•L-4,故答案为:3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O;H2SO4;1.0×10-32mol4•L-4;
(6)如果氢氧化钠过量,氢离子浓度减少平衡H++CrO2-(亮绿色)+H2O⇌Cr(OH)3(s)⇌Cr3+(紫色)+3OH-,平衡逆向移动,Cr(OH)3会溶解,故答案为:加入NaOH使上述平衡逆移,使Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O.
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