【題目】資源的高效利用對(duì)保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展具有重要作用。某工廠以酸性工業(yè)廢水(含H+、Al3+、Mg2+、Cr2O72—、SO42—)以及硫酸廠廢氣(SO2)為原料提取鉻的工藝流程如下:

有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示。

化合物

Mg(OH)2

Al(OH)3

Cr(OH)3

完全沉淀的pH

10.5

4.3

5.3

開始溶解的pH

7.8

9.2

Ksp近似值

5.6×10-12

1.3×10-33

6.3×10-31

請(qǐng)回答下列問題:

(1)步驟①中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為__________________________。

(2)步驟②中加入適量Al2O3的目的是__________________________。

(3)為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康,步驟③中加入NaOH溶液,應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為_________。

(4)步驟⑥向?yàn)V液B中通入過量CO2,反應(yīng)的離子方程式為__________________________。

(5)工業(yè)上也常采用下列裝置,利用電解法處理含鉻廢水。

①在電解過程中陽極區(qū)pH增大的原因是_______________________。

②理論上每處理含1 mol K2Cr2O7的廢水,陰極區(qū)得到的氣體體積為_________(標(biāo)準(zhǔn)狀況)L。

【答案】Cr2O72—+3SO2+2H+=2 Cr3++3SO42—+H2O 調(diào)節(jié)溶液的pH,使Cr3+、Al3+形成沉淀而與Mg2+分離 7.8≤pH<9.2 AlO2+CO2+2 H2O=Al(OH)3↓+HCO3 Fe2+發(fā)生反應(yīng)消耗H+,同時(shí)H+通過質(zhì)子交換膜遷移到陰極區(qū) 134.4

【解析】

(1)步驟①中,SO2有還原性,Cr2O72—在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性,二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

(2)根據(jù)題中表格數(shù)據(jù),步驟②中加入適量Al2O3的目的是:調(diào)節(jié)溶液的pH,使Cr3+、Al3+形成沉淀而與Mg2+分離。

(3)步驟③中的濾渣A為:Al(OH)3和Cr(OH)3,加入NaOH溶液使氫氧化鋁溶解。

(4)步驟⑥向?yàn)V液B中通入過量CO2,濾液B為偏鋁酸鈉溶液,偏鋁酸鈉溶液和過量CO2反應(yīng)生成Al(OH)3和碳酸氫鈉。

(5)①右側(cè)鐵板為陽極,鐵放電生成亞鐵離子,亞鐵離子被溶液中Cr2O72-氧化,發(fā)應(yīng)生成Cr3+和Fe3+。

②陰極氫離子放電生成氫氣,2H++2e-=H2↑,陽極反應(yīng)為:Fe-2e-= Fe2+。

(1)步驟①中,SO2有還原性,Cr2O72—在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性,故發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為:Cr2O72—+3SO2+2H+=2 Cr3++3SO42—+H2O,故答案為:Cr2O72—+3SO2+2H+=2 Cr3++3SO42—+H2O。

(2)根據(jù)題中表格數(shù)據(jù),步驟②中加入適量Al2O3的目的是:調(diào)節(jié)溶液的pH,使Cr3+、Al3+形成沉淀而與Mg2+分離,故答案為:調(diào)節(jié)溶液的pH,使Cr3+、Al3+形成沉淀而與Mg2+分離。

(3)步驟③中的濾渣A為:Al(OH)3和Cr(OH)3,加入NaOH溶液使氫氧化鋁溶解,故調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為:7.8≤pH<9.2,故答案為:7.8≤pH<9.2。

(4)步驟⑥向?yàn)V液B中通入過量CO2,濾液B為偏鋁酸鈉溶液,偏鋁酸鈉溶液和過量CO2反應(yīng)生成Al(OH)3和碳酸氫鈉,反應(yīng)的離子方程式為:AlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3,故答案為:AlO2+CO2+2 H2O=Al(OH)3↓+HCO3

(5)①右側(cè)鐵板為陽極,鐵放電生成亞鐵離子,亞鐵離子被溶液中Cr2O72-氧化,發(fā)應(yīng)生成Cr3+和Fe3+,反應(yīng)的離子方程式:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,故在電解過程中陽極區(qū)pH增大的原因是:Fe2+發(fā)生反應(yīng)消耗H+,同時(shí)H+通過質(zhì)子交換膜遷移到陰極區(qū),故答案為:Fe2+發(fā)生反應(yīng)消耗H+,同時(shí)H+通過質(zhì)子交換膜遷移到陰極區(qū)。

②陰極氫離子放電生成氫氣,2H++2e-=H2↑,陽極反應(yīng)為:Fe-2e-= Fe2+,根據(jù)此反應(yīng)Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,可知1 molK2Cr2O7和6molFe2+反應(yīng),所以陽極每生成6molFe2+,失去12mol電子,根據(jù)得失電子守恒可知:陰極區(qū)生成氫氣為6mol,標(biāo)況下氫氣的體積為:134.4L,故答案為:134.4。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ΔH>0,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列措施:①升溫 ②恒容通入稀有氣體、墼黾CO濃度、軠p壓 ⑤加催化劑、藓銐和ㄈ胂∮袣怏w,能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是(  )

A. ①②④ B. ①④⑥ C. ②③⑤ D. ③⑤⑥

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是( )

A.同種元素的質(zhì)子數(shù)必定相同

B.不同元素原子的質(zhì)量數(shù)必定不同

C.原子核都是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的

D.凡是核外電子數(shù)相同的微粒必定屬于同一元素

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】羰基法提純粗鎳涉及的兩步反應(yīng)依次為:

(1)Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH < 0 (2)Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g),下列說法正確的是

A. T1<T2

B. 可通過高壓的方式提高反應(yīng)(1)Ni(CO4)的產(chǎn)率

C. 反應(yīng)(2)平衡后,降低溫度,CO濃度減小

D. 升溫,反應(yīng)(1)的氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量增大

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氫氧燃料電池已用于航天飛機(jī),其工作原理如圖所示。關(guān)于該燃料電池的說法不正確的是

A. H2在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)

B. 電子從a電極經(jīng)外電路流向b電極

C. 供電時(shí)的總反應(yīng)為:2H2 + O2 == 2H2O

D. 燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)100%

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】N、Cu及其相關(guān)化合物用途非常廣泛;卮鹣铝袉栴}:

(1)基態(tài)銅原子的價(jià)電子排布式為__________________。

(2)銅與鉀處于同周期且最外層電子數(shù)相同,銅的熔沸點(diǎn)及硬度均比鉀大,其原因是___________________________

(3)NH3分子的立體構(gòu)型為_________,中心原子的雜化類型是_________。

(4)N、S、P是組成蛋白質(zhì)的常見元素。三種元素中第一電離能最大的是_________,電負(fù)性最小的是_________。(填元素符號(hào))

(5)已知:Cu2O熔點(diǎn)為1235℃,CuCl熔點(diǎn)為426℃,則可判定Cu2O_________ (離子晶體分子晶體,下同),CuCl_________

(6)氮與銅形成的一種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

與每個(gè)Cu原子緊鄰的Cu原子有_________個(gè),阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為NA,該晶體的密度為_________ (列出計(jì)算式)g·cm3。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】甲、乙、丙、丁是由H+、Na+、Al3+、Ba2+、OH-Cl-、HCO3-離子中的兩種組成的溶液,可以發(fā)生如圖轉(zhuǎn)化,下列說法正確的是

A. 甲為HCl,乙為NaHCO3

B. 溶液丙中還可以大量共存的離子有:Fe2+、NO3-SO42-

C. 在甲中滴加丁開始反應(yīng)的離子方程式:HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O

D. 白色沉淀A可能溶解在溶液D

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在373K時(shí),把0.5mol N2O4氣體通入體積為5L的恒容密閉容器中,立即出現(xiàn)紅棕色。反應(yīng)進(jìn)行到2秒時(shí),NO2的濃度為0.02 mol/L。在60秒時(shí),體系已達(dá)平衡,此時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為開始時(shí)的1.6倍。下列說法正確的是( )

A. 前2秒,以N2O4的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為0.01mol/(L·s)

B. 在2秒時(shí)體系內(nèi)的壓強(qiáng)為開始時(shí)的1.2倍

C. 在平衡時(shí)體系內(nèi)含N2O40.20mol

D. 平衡時(shí),如果再充入一定量N2O4, 則可提高N2O4的轉(zhuǎn)化率

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有關(guān)金屬的冶煉原理下列說法正確的是( )

A. 肯定發(fā)生的是置換反應(yīng) B. 肯定發(fā)生的是分解反應(yīng)

C. 肯定發(fā)生的是氧化還原反應(yīng) D. 只能用金屬做還原劑冶煉金屬

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案