元素铬及其化合物工业用途广泛,但含+6价铬的污水会损害环境。电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的,处理该废水常用直接沉淀法或还原沉淀法。
I.直接沉淀法
(1)已知含铬废水中存在着平衡:。在实际工业生产中,加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH,这样有利于沉淀的生成,则生成沉淀的化学式为 。
Ⅱ,还原沉淀法
(2)下列溶液中可以代替上述流程中溶液的是 (填选项序号)。
A.FeSO4溶液 | B.浓H2SO4溶液 |
C.酸性KMnO4溶液 | D.Na2SO3溶液 |
(3)上述流程中,每消耗0.1molNa2S2O3转移0.8mole-,则加入Na2S2O3溶液时发送反应的离子方程式为 。
(4)Cr(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高,原因可用离子方程式表示: 。
(5)实际工业生产中有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3+的含量,其原理是Mn++nNaR=nNa++MRn,其中NaR为阳离子交换树脂,Mn+为要测定的离子。
①阳离子交换树脂的原材料质疑是聚苯乙烯,其单体为苯乙烯(),聚苯乙烯的化学式为 。
②某次测定过程中,将pH=5的废水经过阳离子交换树脂后,测的溶液中Na+比交换前增加了4.6×10-2g/L,则该条件下Cr(OH)3的Ksp的值为 。
研究碳及其化合物有重要意义。
(1)科学家用CO2和H2生产甲醇做燃料。
已知:甲醇的燃烧热ΔH= -726.5kJ/mol;氢气的燃烧热ΔH= -285.8kJ/mol;
则常温常压下,CO2(g)和H2(g)反应生成CH3OH(l)的热化学方程式 。
(2)460℃时,在4L密闭容器中充入1mol CO2和3.25mol H2,在一定条件下反应,测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间的变化关系如图所示。
①从反应开始到3min时,H2O(g)的平均反应速率 ,
②下列措施中既能加快反应速率又能使H2的转化率增大的是 ,
A.使用更有效的催化剂 |
B.在原容器中再充入1mol CO2 |
C.在原容器中再充入1mol He |
D.缩小容器的体积 |
E、将甲醇及时分离出来
③若该反应的焓变为ΔH,则下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。
④该条件下,此反应的化学平衡常数为 。
(3)科学家研究发现,还可以用电催化法将CO2还原为碳氢化合物。原理如下图所示(电解质溶液是一种钾盐)。若CxHy为C2H4,则该原理的总反应式为为: 。
(4)已知
化学式 |
电离平衡常数 |
HCN |
K=4.9×10-10 |
H2CO3 |
K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11 |
①25℃时,测得HCN和NaCN的混合溶液的pH=11,则c(HCN)/c(CN-)=_________。
②向NaCN溶液中通入少量CO2,则发生反应的离子方程式为:________________。
(15分)铝及其化合物用途广泛
(1)铝元素的离子结构示意图为
(2)下列实验能说明Al的金属性(原子失电子能力)小于Na的是 (填序号)。
a.分别将Na和Al同时放人冷水中
b.测定等物质的量的Na和A1与酸反应生成H2的体积
c.向Al(OH)3悬浊液中加人足量NaOH溶液
d.用pH计测量NaCl溶液与AlC13溶液的pH
(3)工业上,用冰晶石作助熔剂、石墨作电极电解熔融氧化铝制铝,每生产1吨Al,阳极大约会损失0.6吨的石墨,则石墨被氧化为 (填化学式)。
(4)碳在高温下与Al2O3反应生成Al4C3固体和CO2该反应每转移1 mol电子,吸热a kJ,该反应的热化学方程式为____
(5)室温下,往0.2 mol·L-1 Al2 ( SO4)3溶液中逐滴加人1.0 mol·L-1 NaOH溶液,实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线如图所示
①a点溶液呈酸性的原因是(用离子方程式表示)_______
②c→d时,A1元素的主要存在形式是 (填化学式)
③根据图中数据计算,A1(OH)3的KSP ≈ 。
CuCl是应用广泛的有机合成催化剂,可采取不同方法制取。
方法一 铜粉还原CuSO4溶液
已知:CuCl难溶于水和乙醇,在水溶液中存在平衡:CuCl(白色)+ 2Cl- [CuCl3]2-(无色溶液)。
(1)将废铜板浸入热的H2SO4溶液中,并通入空气,可以生成CuSO4。该反应的离子方程式为 。
(2)①中,“加热”的目的是 ,当观察到 现象,即表明反应已经完全。
(3)②中,加入大量水的作用是 。
(4)潮湿的CuCl在空气中易发生水解和氧化。上述流程中,为防止水解和氧化所添加的试剂或采取的操作是 。
方法二 铜电极电解饱和食盐水(实验装置如图)
(5)阳极的电极反应式为 。
(6)实验开始时,阳极附近没有产生CuOH沉淀的原因是 。(已知:Ksp(CuCl)=1.2×10-6,Ksp(CuOH)=1.2×10-14)
Al2O3、Al(OH)3都是重要化工原料。根据要求回答问题:
Ⅰ、电解法制高品质Al(OH)3装置如下(中间用离子交换膜隔开):
4Na[Al(OH)4]+2H2O4Al(OH)3↓+4NaOH+O2↑+2H2↑
(1)产物Al(OH)3在 区(填“阴极”或“阳极”)沉积;
(2)电解中转移2mol e—时,将制得__________mol的Al(OH)3。
Ⅱ、制取纳米Al2O3需要纯净的硫酸铝。现有0.05mol·L-1硫酸铝溶液,经检测,含有Fe2+、Fe3+。可按下述操作提纯:往溶液中加足量H2O2充分反应,再用试剂X调节溶液pH=3.5。(室温下,0.1mol·L-1的Fe2+、Al3+开始沉淀的pH分别为7.0和3.7,Fe3+完全沉淀的pH=3.2)
(3)纳米氧化铝分散在分散剂中将形成胶体。则纳米氧化铝的直径约为_________m。
(4)检验硫酸铝溶液含有Fe3+时,所采用的试剂及现象是_____________________。
(5)往溶液中加入H2O2的作用是 (用离子方程式表示)。
(6)加入的X试剂(填选项编号)是 。
A.CuO | B.Al(OH)3 | C.NaOH | D.NaHCO3 |
若调节后溶液的pH偏离3.5,可能带来的后果是__________________________。
已知A、B、C、D分别是AlCl3、BaCl2、FeSO4、NaOH四种化合物中的一种,它们的水溶液之间的一些反应现象如下:
①A+B→白色沉淀,加入稀硝酸,沉淀不溶解。
②B+D→白色沉淀,在空气中放置,沉淀由白色迅速变为灰绿色,最终转化为红褐色。
③C+D→白色沉淀,继续加D溶液,白色沉淀逐渐消失。
(1)则各物质的化学式为:A 、B 、C 、D 。
(2)现象②中所发生的反应的化学方程式为:
、 。
(3)现象③中所发生反应的离子方程式为:
、 。
(8分,每空2分)用MnO2和浓盐酸反应制Cl2,当有0.4molHCl被氧化时,生成的Cl2全部用石灰水吸收,回答下列问题:
(1)写出用MnO2和浓盐酸反应制Cl2的离子方程式:
(2)计算生成Cl2的体积是多少L(标准状况下)?
(3)写出生成漂白粉的化学反应方程式 ,
利用生成的Cl2可制得漂白粉的质量是 克。
甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒,两池中均为饱和NaCl溶液,请回答下列问题:
(1)甲池中碳极上电极反应式是________________,甲池铁极上电极反应属于 。(填“氧化反应”或“还原反应”)
(2)写出乙池中总反应的离子方程式______________________。
(3)将湿润的淀粉KI试纸放在乙池碳极附近,发现试纸变蓝,待一段时间后又发现蓝色褪去。这是因为过量的Cl2将生成的I2又氧化。若反应的Cl2和I2物质的量之比为5∶1,且生成两种酸,该反应的化学方程式为______________________________。
黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料,其煅烧产物为SO2和Fe3O4。
(1)将0.5molSO2(g)和0.48molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中,反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.48mol/L。则该条件下SO2的平衡转化率为 。
(2)若锻烧12gFeS2产生的SO2全部转化为SO3气体时放出19.66kJ热量,产生的SO3与水全部化合生成H2SO4,放出26.06kJ热量,写出SO3气体转化为H2SO4的热化学方程式: 。
(3)将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于稀H2SO4后,加入铁粉,可制备FeSO4。酸溶过程中需保持溶液足够酸性,其目的是 。
(4)从吸收塔排出的尾气中SO2先用足量氨水吸收,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的SO2和铵盐,写出有关反应的化学方程式: 、 。
SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于海水提溴过程中吸收潮湿空气中的Br2,则SO2吸收Br2的离子方程式是 。
铁、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛,回答下列问题。
(1)工业上可用Cu2S+O22Cu+SO2。反应制取粗铜,当消耗32 g Cu2S时,转移电子的物质的量为____________________。
(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中,温度控制在50℃-60℃,加入H2O2,反应一段时间后可制得硫酸铜,发生反应的离子方程式为:________________.CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3溶液和NaCI溶液加热,生成CuCl沉淀,写出生成CuCl的离子方程式________________________。
(3)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀附在绝缘板上的铜箔制造印刷电路板,取其腐蚀后的废液,加入一定量的铁粉后,若无固体剩余,则反应后的溶液中肯定有的离子是________________;若有红色固体,则反应后的溶液中肯定没有的离子是________,检验该离子的试剂为________。
(4)铁氰化钾 K3[Fe(CN)5]和亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6] 的混合溶液可用于太阳能电池的电解液,该太阳能电池的工作原理示意图如图所示,其中催化剂a为________极,电极反应式为________;
某海域海水一些化学成分如下表
海水成分 |
Na+ |
Ca2+ |
Mg2+ |
HCO3- |
Zn2+ |
含量/mol·L-1 |
0.4 |
0.002 |
0.045 |
0.002 |
10-7 |
已知:25℃时,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp(MgCO3)=6.8×10-6,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。
某化学小组同学欲在实验制备MgCl2,并提取Zn。设计流程如下:
[假设①②过程溶液体积不变,忽略分离过程的损失]
(1)25℃时测得海水的pH为8.0,其原因是(写离子方程式) 。
(2)下图为溶液pH与对应的Zn2+、[Zn(OH)4]2-物质的量浓度的对数坐标图。
请结合图中数据回答:
试剂X的化学式为 ;由滤液F到沉淀C过程(一般认为离子浓度低于10-5mol/L就是沉淀完全),则调节的pH的范围为 。
(3)同学们发现,把MgCl2溶液蒸发、灼烧所得的白色固体难溶解于水,于是认为其主要成分是MgO。你认为 (填“正确”、“不正确”),原因是(用化学方程式表示) 、 。
(4)由图中c(Zn2+)计算Zn(OH)2的溶度积Ksp= 。
弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡。根据要求回答问题
(1)生活中明矾常作净水剂,其净水的原理是 (用离子方程式表示)。
(2)常温下,取0.2 mol·L-1 HCl溶液与0.2 mol·L-1 MOH溶液等体积混合,测得混合溶液后的pH=5。写出MOH的电离方程式: 。
(3)0.1mol/L的NaHA溶液中,已知有关粒子浓度由大到小的顺序为:
c(Na+)>c(HA—)>c(H2A)>c(A2-)
①该溶液中c(H+) c(OH-)(填“>”、“<”或“=”)。
②作出上述判断的依据是 (用文字解释)。
(4)含Cr2O的废水毒性较大,某工厂废水中含5.0×10-3 mol·L-1的Cr2O。为了使废水的排放达标,进行如下处理:
①绿矾化学式为FeSO4·7H2O。反应(I)的离子方程式为 。
②若处理后的废水中c(Cr3+)=3.0×10-6 mol·L-1,则废水中c(Fe3+)=" _________" mol·L-1。(Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH) 3]=6.0×10-31)
(14分)A、B、C、D、E、F均为短周期元素,其原子序数依次增大。已知:A的最外层电子数等于其电子层数;B的最外层电子数是次外层电子数的两倍;D是地壳中含量最高的元素;D和F、A和E分别同主族;E是所有短周期主族元素中原子半径最大的元素。根据以上信息回答下列问题:
(1)B与D形成化合物BD2的结构式为 。
(2)A、C、D三元素能形成一种强酸甲,写出单质B与甲的浓溶液反应的化学反应方程式 。FD2气体通入BaCl2和甲的混合溶液,生成白色沉淀和无色气体CD,有关反应的离子方程式为_____。
(3)均由A、D、E、F四种元素组成的两种盐,其相对分子质量相差16,写出它们在溶液中相互作用的离子方程式为____________________________________;由B、D、E组成的盐溶于水后溶液显碱性,其原因是(用离子方程式表示)_______________。
(4)C2A4─空气燃料电池是一种碱性燃料电池。电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。则燃料电池放电时:正极的电极反应式是______________;负极的电极反应式为 。
某强酸性溶液X中可能含有H+、A13+、NH4+、Fe2+、CO32-、SO42-、C1-、NO3- 中的若干种。某研究性小组为了探究其成分,进行了如下实验:
请回答下列问题:
(1)沉淀C的化学式为 ,气体A的化学式为 。
(2)写出向溶液H中通入过量CO2气体生成沉淀I的离子方程式: 。
(3)通常可以利用KClO在KOH溶液中氧化沉淀G来制备一种新型、高效、多功能水处理剂K2MO4。(M为G中的一种元素,K2MO4易溶于水)请写出制备过程中的离子方程式(M用具体的元素符号表示) 。
(4)无法确定的离子是 ,请设计实验验证该离子是否存在的方法 。
某大型精炼铜厂,在电解铜的阳极泥中含有3-14℅Se元素,(Se和S同主族化学性质相似)以Se单质、Cu2Se存在,还含有稀有金属及贵金属。人体缺乏Se就会得“克山病”,Se也是制光电池的一种原料。从阳极泥中提取Se的流程如下:
(1)流程②的目的是_________________.流程④操作用到的玻璃仪器有烧杯、______________。
H2SeO3与SO2的离子反应方程式为 。
(2)上述工业提取Se的流程中,SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是 。工业提取Se的流程中,可循环利用的物质是_________________。
(3)称取5.000g电解铜阳极泥样品以合适方法溶解,配成250.00mL混酸溶液,移取上述溶液25.00mL于锥形瓶中,加入25.00mL0.01000mol·L-1KMnO4标准溶液{只发生Se(+4)转化为Se(+6)}。反应完全后,用0.05000mol·L-1Fe2+标准溶液滴至终点,消耗15.00mL.则电解铜阳极泥中Se的质量分数为____________。若用FeCl2溶液为Fe2+标准溶液滴至终点,对测定Se的质量分数结果是否有影响,理由是_____________。