某工业废水中仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离及离子的水解),且各种离子的物质的量浓度相等,均为0.1mol/L。
阳离子 |
K+ Cu2+ Fe3+ Al3+ Fe2+ |
阴离子 |
Cl- CO32- NO3- SO42- SiO32- |
甲同学欲探究废水的组成,进行了如下实验:
Ⅰ.用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)。
Ⅱ.取少量溶液,加入KSCN溶液无明显变化。
Ⅲ.另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,此时溶液依然澄清,且溶液中阴离子种类不变。
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
请推断:
(1)由Ⅰ、Ⅱ判断,溶液中一定不含有的阳离子是 (写离子符号)。
(2)Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的的离子方程式是_________________________。
(3)将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中,气体变无色,所发生的化学方程式为
_______________________________________________________________
(4)甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是 ,阴离子是 。(写离子符号)
(5)另取100mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,充分反应后过滤,洗涤,灼烧至恒重,得到的固体质量为 g。
(6)工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。以下是乙同学针对含不同污染物的废水提出的处理措施和方法,其中正确的是
选项 |
污染物 |
处理措施 |
方法类别 |
A |
废酸 |
加生石灰中和 |
物理法 |
B |
Cu2+等重金属离子 |
加硫酸盐沉降 |
化学法 |
C |
含复杂有机物的废水 |
通过微生物代谢 |
物理法 |
D |
碱性的废水 |
用CO2来中和 |
化学法 |
复分解反应是中学化学中常见的一种反应类型。
(1)已知在常温下测得浓度均为0.1mol/L的下列6种溶液的pH:
复分解存在这样一个规律:一种较强酸与另一种较弱酸的盐可以自发地反应,生成较弱酸和较强酸的盐,如:2CH3COOH+Na2CO3===2CH3COONa+CO2↑+H2O。若换个角度看,它同时揭示出另一条规律,即碱性较强的物质发生类似反应可以生成碱性较强的物质。依照该规律,请判断下列反应不能成立的是(填字母序号)。
A.CO2+H2O+2NaClO===Na2CO3+2HClO
B.CO2+H2O+NaClO===NaHCO3+HClO
C.CH3COOH+NaOH===CH3COONa+HCN
(2)根据上述信息判断,常温下浓度均为0.05mol/L的下列5种物质的溶液中,pH最小的是(填序号),其pH为(填数值);pH最大的是(填序号)。
①HCN②CH3COOH③HClO4④HClO⑤H2SO4
(3)已知溶液积常数:KSP(AgI)=9.3×10-17,KSP(AgCl)=1.8×10-10,现将KI溶液和AgCl固体混合搅拌,则可能会观察到的现象是,其离子反应方程式为。
常温下已知pH=2的高碘酸(HIO4)溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,所得溶液显酸性;0.01mol·L-1的碘酸(HIO3)或高锰酸(HMnO4)溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,所得溶液显中性。请回答下列问题:
(1)高碘酸是(填“强酸”或“弱酸”)
(2)0.01mol·L-1的碘酸(HIO3)溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合所得溶液中IO—3与Na+的物质的量的关系是n(Na+)n(IO-3)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)已知高碘酸和硫酸锰(MnSO4)在溶液中反应生成高锰酸、碘酸和硫酸,此反应的还原剂是,该反应的离子方程式可表示为。
已知:
(1)Cu2+、Fe2+在pH为4~5的条件下不水解,而这一条件下Fe3+几乎全部水解。
(2)双氧水(H2O2)是强氧化剂,在酸性条件下,它的还原产物是H2O。现用粗氧化铜(含少量Fe杂质)制取CuCl2溶液的过程如下:
①取50mL纯净的盐酸,加入一定量的粗CuO加热搅拌、充分反应后过滤,测知滤液的pH=3。②向滤液中加入双氧水、搅拌。
③调节②中溶液的pH至4,过滤。
④把③所得滤液浓缩得到CuCl2溶液。
回答下列问题:
(1)②中发生反应的离子方程是。
(2)③中使pH升高到4,采取的措施是:加入过量的(填字母序号)并微热、搅拌。
A.NaOH | B.氨水 | C.CuCl2 | D.CuO |
(3)③中过滤后滤渣的成分是。
环境中常见的重金属污染有:汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中常含有的Cr2O2-7和CrO2-4离子,常用的方法有两种。
方法1:还原沉淀法
该法的工艺流程为:
其中第①步存在平衡:
(1)写出第①步反应的平衡常数表达式。
(2)关于第①步反应,下列说法正确的是。
A.通过测定溶液的pH值可以判断反应是否已达平衡状态
B.该反应为氧化还原反应
C.强酸性环境,溶液的颜色为橙色
(3)第②步中,还原0.1 molCr2O2-7离子,需要mol的FeSO4·7H2O。
(4)第③步除生成的Cr(OH)3,还可能生成的沉淀为。在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,当c(Cr3+)降至10-5mol/L,认为c(Cr3+)已经完全沉淀,现将第③步溶液的pH值调至4,请通过计算说明Cr3+是否沉淀完全(请写出计算过程)
方法2:电解法
(5)实验室利用如图装置模拟电解法处理含Cr2O2-7的废水,电解时阳极反应式为,阴极区反应式为,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。
发射航天火箭常用氮的氢化物肼(N2H4)作燃料。试回答下列有关问题:
(1)N2H4燃烧时用NO2作氧化剂,它们相互反应生成氮气和水蒸气。
则N2H4和NO2反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式为。
(2)利用肼、氧气与KOH溶液组成碱性燃料电池,氮元素被氧化后只生成氮气,请写出该电池工作时负极的电极反应;电池工作时,极pH升高。
(3)传统制备肼的方法,是以NaClO氧化NH3,制得肼的稀溶液。该反应的化学方程式。
(4)盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料,属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,水解原理与NH4Cl类似。写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式。