当今水体的污染成为人们关注的焦点。利用化学原理可以对工厂排放的废水进行有效检测与合理处理。
(1)废水中的N、P元素是造成水体富营养化的关键因素,农药厂排放的废水中常含有较多的NH4+和PO43-,一般可以通过以下两种方法将其除去。
①方法一:将Ca(OH)2或CaO 投加到待处理的废水中,生成磷酸钙,从而进行回收。已知常温下Ksp[Ca3(PO4)2]=2.0×10-33,当处理后的废水中c(Ca2+)=2.0×10-7 mol·L-1时,溶液中c(PO43-)= mol·L-1。
②方法二:在废水中加入镁矿工业废水,就可以生成高品位的磷矿石——鸟粪石,反应的方程式为Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4↓。该方法中需要控制污水的pH为7.5~10.0,若pH高于10.7,鸟粪石的产量会大大降低。其原因可能为 ;与方法一相比,方法二的优点为 。
(2)染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO2-,可在碱性条件下加入铝粉除去,加热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。现有1.0t含氮质量分数为0.035%的NO2-废水,用此法完全处理后生成的AlO2-的物质的量为 。
(3)工业上也会利用铝粉除去含氮废水中的NO3-。现在处理100m3浓度为2.0×10-4 mol·L-1的NaNO3溶液,加入一定量的2 mol·L-1的NaOH溶液和铝粉,控制溶液pH在10.7左右,加热,使产生的气体全部逸出,当NaNO3反应掉一半时,测得氮气和氨气的体积比为4∶1,求此过程中消耗铝的质量。(写出计算过程,无过程以0分计算)
(16分)最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应,转化为乙醇和乙酸,
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总反应为:
2CH3CHO + H2O ="==" CH3CH2OH + CH3COOH。实验室中,以一定浓度的乙醛—Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置示意图如图所示。硅在地壳中的含量较高,硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用.回答下列问题:
(1)陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料,其中生产普通玻璃的主要原料有.
(2)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料.工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如图:
①工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热到1600℃﹣1800℃除生成粗硅外,也可以生产碳化硅,则在电弧炉内可能发生的反应的化学方程式为.
②在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,粗硅生成SiHCl3的化学反应方程式.
(3)有关物质的沸点数据如下表,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和;SiHCl3极易水解,其完全水解的产物为.
物质 |
Si |
SiCl4 |
SiHCl3 |
SiH2Cl2 |
SiH3Cl |
HCl |
SiH4 |
沸点/℃ |
2355 |
57.6 |
31.8 |
8.2 |
﹣30.4 |
﹣84.9 |
﹣111.9 |
(4)还原炉中发生的化学反应为:.
(5)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料,这些原料是.
现有A~G七种物质,已知A是赤铁矿的主要成分,E的浓溶液稀释时会放出大量的热,G溶液为蓝色,它们之间存在如图所示的转化关系:
(1)写出下列物质的化学式:
E:D:F:
(2)在反应①②③中,属于置换反应的是(填序号).
(3)工业上常利用反应①的原理来炼铁,写出反应①的化学方程式.
(4)写出物质C与E的稀溶液发生反应的离子方程式.
Ⅰ.将下列离子Na+、K+、Cu2+、H+、NO3﹣、Cl﹣、CO32﹣、OH﹣按可能大量共存于同一溶液的情况,把他们分成A、B两组,已知A组溶液显酸性,且每组中均含两种阳离子和两种阴离子.
A组:.
B组:
Ⅱ.写出下列过程反应的离子方程式:
(1)向澄清石灰水中滴加少量NaHCO3溶液:.
(2)向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2气体:.
(3)向明矾溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO42﹣沉淀完全:.
(4)用1L 1.0mol•L﹣1的NaOH溶液吸收0.7molCO2气体.
(8分)在下图中,E和F分别为电源两极;甲烧杯中盛有100 mL 0.2mol·L-1 AgNO3溶液,乙烧杯中盛有100 mL 0.15 mol·L-1 CuCl2溶液,A、B、C、D均为石墨电极,如果电解一段时间后,发现B极增重1.08g,则
(1)E为________极,C为________极。
(2)A极的电极反应式为_________________________,析出气体________mL。(标准状况)
(3)若乙烧杯溶液体积不变,则此时溶液的物质的量浓度将变为mol·L-1。
(4)甲烧杯中滴入石蕊试液,________极附近变红(填A或B);如果继续电解,在甲烧杯中最终得到________溶液(填溶质的化学式)。