- 影响沉淀溶解平衡的因素
- 共1709题
【化学与技术】
电镀厂镀铜废水中含有CN-和Cr2O72-离子,需要处理达标后才能排放。该厂拟定下列流程进行废水处理,回答下列问题:
(1)上述处理废水流程中主要使用的方法是______。
(2)②中反应后无气体放出,该反应的离子方程式为 。
(3)步骤③中,每处理0.4mol Cr2O72-时转移电子2.4mol,该反应离子方程式为 。
(4)取少量待测水样于试管中,加入NaOH溶液,观察到有蓝色沉淀生成,再加Na2S溶液,蓝色沉淀转化成黑色沉淀,请使用化学用语和文字解释产生该现象的原因 。
(5)目前处理酸性Cr2O72-废水多采用铁氧磁体法。该法是向废水中加入FeSO4·7H2O将Cr2O72-还原成Cr3+,调节pH,Fe、Cr转化成相当于FeII[FeCr]O4(铁氧磁体,罗马数字表示元素价态)的沉淀。处理1mol Cr2O72-,需加入a mol FeSO4•7H2O,下列结论正确的是_______。
正确答案
(1)氧化还原法
(2)CN-+ClO-=CNO-+Cl-
(3)3S2O32-+4Cr2O72-+26H+=6SO42-+8Cr3++13H2O
(4)Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ Cu(OH)2(s)+S2-(aq)=CuS(s)+2OH-(aq)
因为:KSP(CuS)
(5)D
(1)由图可知,将废水中的离子实现上述转化时,利用了氧化还原反应,则主要使用的方法为氧化还原法;
(2)碱性条件下,CN-离子与NaClO发生氧化还原反应,无气体放出,则生成CNO-、Cl-离子,离子反应为CN-+ClO-═CNO-+Cl-,
(3)每0.4molCr2O72-转移2.4mol的电子,设还原后Cr元素的化合价为x,则0.4mol×2×(6-x)=2.4mol,解得x=+3,则离子反应为:
3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O。
(4)因铜离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铜沉淀,CuS比Cu(OH)2更难溶,则加入Na2S溶液能发生沉淀的转化,故答案为:待检水样中还有Cu2+,加碱发生Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓,再加入Na2S溶液,CuS比Cu(OH)2更难溶,则发生Cu(OH)2(s)+S2-(aq)═CuS(s)+2OH-(aq)。
(5)设最终生成了ymol混合物,由于Cr元素量不变,则有(2-x)y=2,Fe元素不变,则有(1-x)y=a,铁失去的电子物质的量等于Cr得到的电子的物质的量相等,有x=1.5,y=4,a=10。答案选D。
【化学与技术】
电镀厂镀铜废水中含有CN-和Cr2O72-离子,需要处理达标后才能排放。该厂拟定下列流程进行废水处理,回答下列问题:
(1)上述处理废水流程中主要使用的方法是______。
(2)②中反应后无气体放出,该反应的离子方程式为 。
(3)步骤③中,每处理0.4mol Cr2O72-时转移电子2.4mol,该反应离子方程式为 。
(4)取少量待测水样于试管中,加入NaOH溶液,观察到有蓝色沉淀生成,再加Na2S溶液,蓝色沉淀转化成黑色沉淀,请使用化学用语和文字解释产生该现象的原因 。
(5)目前处理酸性Cr2O72-废水多采用铁氧磁体法。该法是向废水中加入FeSO4·7H2O将Cr2O72-还原成Cr3+,调节pH,Fe、Cr转化成相当于FeII[FeCr]O4(铁氧磁体,罗马数字表示元素价态)的沉淀。处理1mol Cr2O72-,需加入a mol FeSO4•7H2O,下列结论正确的是_______。
正确答案
(1)氧化还原法
(2)CN-+ClO-=CNO-+Cl-
(3)3S2O32-+4Cr2O72-+26H+=6SO42-+8Cr3++13H2O
(4)Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ Cu(OH)2(s)+S2-(aq)=CuS(s)+2OH-(aq)
因为:KSP(CuS)
(5)D
(1)由图可知,将废水中的离子实现上述转化时,利用了氧化还原反应,则主要使用的方法为氧化还原法;
(2)碱性条件下,CN-离子与NaClO发生氧化还原反应,无气体放出,则生成CNO-、Cl-离子,离子反应为CN-+ClO-═CNO-+Cl-,
(3)每0.4molCr2O72-转移2.4mol的电子,设还原后Cr元素的化合价为x,则0.4mol×2×(6-x)=2.4mol,解得x=+3,则离子反应为:
3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O。
(4)因铜离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铜沉淀,CuS比Cu(OH)2更难溶,则加入Na2S溶液能发生沉淀的转化,故答案为:待检水样中还有Cu2+,加碱发生Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓,再加入Na2S溶液,CuS比Cu(OH)2更难溶,则发生Cu(OH)2(s)+S2-(aq)═CuS(s)+2OH-(aq)。
(5)设最终生成了ymol混合物,由于Cr元素量不变,则有(2-x)y=2,Fe元素不变,则有(1-x)y=a,铁失去的电子物质的量等于Cr得到的电子的物质的量相等,有x=1.5,y=4,a=10。答案选D。
在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应:
CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g),其平衡常数K和温度t的关系如下:
(1) K的表达式为: ;该反应的正反应为 反应(“吸热”或“放热”)
(2) 能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是:
A.容器中压强不变 B.混合气体中CO浓度不变
C.v(H2)正= v(H2O)逆 D.c(CO2) = c(CO)
(3)某研究小组利用反应:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) △H=-41.2kJ/mol,制备CO2与H2的混合气体。用碱液吸收一定量CO2的方法来提高混合气中H2与CO2的体积比。若以1L1.5mol/L的NaOH溶液充分吸收了22.4L(已折算为标准状况下体积)CO2,则吸收后溶液中各离子浓度从大到小的顺序是 。
(4)如将H2与CO2以4:1的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。已知:
CH4 (g) + 2O2(g) CO2(g)+ 2H2O(1) ΔH1=-890.3 kJ/mol
H2(g) + 1/2O2(g) H2O(1) ΔH2=-285.8 kJ/mol
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是 。
(5)熔融盐燃料电池如下图:
该图是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4 +4CO32--8e-=5CO2+2H2O。正极的电极反应是_______ 。为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环,则A物质的化学式是_________。实验过程中,若通入了标准状况下空气448L(假设空气中O2体积分数为20%),则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4____________L。
正确答案
(1); 放热;
(2)B、C;
(3)c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)
(4)CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l) ΔH=-252.9kJ/mol
(5)O2+4e-+2CO2=2CO32- CO2 44.8
试题分析:(1)反应CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) 平衡常数表达式为
。由表格中数据可知,随着温度升高,平衡常数减少,说明正反应是放热反应。(2)容器容积固定,反应前后气体物质的量不变,所以无论是平衡状态还是非平衡状态,容器中压强均不变,A错误;化学平衡状态的标志是正、逆反应速率相等,各组分浓度保持不变,所以CO浓度保持不变的状态是平衡状态,B正确;H2和H2O的计量数比为1:1,所以v(H2)正= v(H2O)逆的状态是平衡状态,C正确;二氧化碳与一氧化碳浓度相等不能作为判断反应是平衡状态的标志,平衡时二者浓度可能相等也可能不等,与二氧化碳起始投料和二氧化碳的转化率有关系,D错误。(3)CO2与NaOH反应有两种情况:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、NaOH+CO2=NaHCO3,题中CO2与NaOH物质的量比为2:3,介于1:1与1:2之间,所以1molCO2与1.5molNaOH生成Na2CO3和NaHCO3,设Na2CO3、NaHCO3物质的量分别为x、y,由C守恒得x+y=1;由Na守恒得2x+y=1.5,解得x=y=0.5mol。CO32-水解生成HCO3-和OH-,所以溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)。(4)CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l) ΔH=4ΔH2-ΔH1=-252.9 kJ/mol。(5)电池中介质为熔融碳酸盐,正极通入的是氧气,正极反应为O2+4e-=2O2-、O2-+CO2=CO32-,将二式相加即得O2+4e-+2CO2=2CO32-。由电极反应可知图中的A为CO2。由正、负极电子转移相等得CH4~8e-~2O2,所以通入的O2为4mol时反应的CH4为2mol。
点评:本题(5)也可先写出燃料电池总反应CH4+2O2=CO2+2H2O,用总反应减去负极电极反应式即得正极电极反应式。
(1)室温时氢氧化钙的溶度积KSP =4.7×10-6, 室温时将9 mL0.02 mol·L—1的氯化钙溶液与1 mL
pH=13的氢氧化钠溶液混合后(溶液体积可直接加和),溶液中 沉淀析出(填有或无).
(2)2.24升(标准状态)氨气通入250mL 浓度为0.1 mol·L—1的硫酸溶液中,充分反应后溶液中各离子浓度大小为 (按由大到小的顺序写出各离子符号)
(3) 人体血液含Ca2+。现抽取某人血样10 mL,稀释后用草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液处理,使Ca2+完全转变为草酸钙(CaC2O4)沉淀;过滤,洗涤,将得到的沉淀用稀硫酸溶解得到草酸(H2C2O4)溶液,用5.0×10-3 mol·L-1 KMnO4溶液滴定得到的草酸至终点,共耗去2.0 mL KMnO4溶液。由上述实验数据可求得此人血液中Ca2+的物质的量浓度为 .(提示:2 KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 10CO2↑+8H2O)
(4)用下图完成相应实验.
①断开K1,闭合K2接通直流电源,写出阳极 的电极反应 .
电解的总反应方程式
②电解一段时间后,当两石墨棒均有气体包围时,切断K2闭合K1,发现电路中有电流通过. 写出a极的电极反应式
正确答案
(1)无(3分)
(2)NH4+;SO42-;OH-;H+ (3分)
(3) 2.5×10-3 mol·L-1 (3分)
(4) ①4OH-→2H2O+O2↑+4e- (3分); 2H2O 2H2↑+O2↑(3分)
② 2H2+4OH-→ 4H2O+4e- (3分)
略
牙齿表面由一层硬的成分Ca5(PO4)3OH的物质保护着,它在唾液中存在下列平衡:
Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq) +OH-(aq)
进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀,其原因是_______
。
已知Ca5(PO4)3F的溶解度比上面的矿化物更小,质地更坚固,请用离子方程式表示,当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因_________________________ 。
根据以上原理请你提出另外一种促进矿化的方法_______________________ 。
正确答案
H++OH-=H2O,使平衡向脱矿的方向移动;5Ca2++3PO43-+F-=Ca5(PO4)3F↓;
加“Ca2+”(或加“PO43-”,或其它合理的方法)
本是以生活中牙齿的保护这一实例,给出了一个化学平衡体系,要求通过阅读理解,分析出该题的解题关键是平衡移动就只是,从而将平衡移动原理有有关知识迁移到新情景中,此外,设问中又要求我们进一步根据这一原理,回答保护牙齿的一种方法,这们,可以很好地考查学以致用的能力。
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