云南省曲靖的铬渣污染经媒体报道后,铬污染再次引起人们的关注。利用化学原理可以对工厂排放的含铬废水、铬渣等进行有效处理。
I.含铬废水的处理:某企业排放的含铬废水中含有较多毒性较大的Cr2O72-,某研究性学习小组为了变废为宝,将废水处理得到金属铬,设计了如下的工艺流程。
(1)加酸调节到pH=6,则用pH试纸测定溶液pH的操作是: 。
(2)在含Cr2O72-废水中存在着平衡:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,请写出该平衡的平衡常数表达式k= ,若继续加水稀释,平衡将 移动(填“正向”、“逆向”“不”)。
(3)请写出通入SO2时发生的离子反应: 。
(4)写出加入铝粒时发生反应的化学方程式 ,该反应是焓 (填“增加”或“减少”)反应。
II.铬渣的处理
铬渣烧结炼铁法:铬渣中约含有55%的氧化钙和氧化镁,此外还含有15%左右的氧化铁,这些都是炼铁所需的成份。少量的铬渣代替消石灰同铁矿粉、煤粉混合,经烧结后送入高炉冶炼,六价铬还原为三价铬或金属铬,金属铬熔入铁水,而其它成分熔入熔渣。炼铁可使铬渣彻底解毒并充分利用,是铬渣治理的良好方法之一。
碱性溶液还原法:直接在碱性铬渣中加入硫化钠等进行六价铬的还原反应,形成Cr(OH)3沉淀后,过滤回收铬污泥。
(5)铬渣烧结炼铁法中煤粉的作用是 。(写两点)
(6)请配平碱性溶液还原法中发生的离子反应:□Cr2O72-+□S2—+□H2O=□Cr(OH)3+□S2O32—+□OH—
已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增大,其中A、B、C、D、E为不同主族的元素。A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍,B的电负性大于C,透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色,F的基态原子中有4个未成对电子。
(1)基态的F3+核外电子排布式是。
(2)B的气态氢化物在水中的溶解度远大于A、C的气态氢化物,原因是。
(3)化合物FD3是棕色固体、易潮解、100℃左右时升华,它的晶体类型是;化合物ECAB中的中的阴离子与AC2互为等电子体,该阴离子的电子式是。
(4)FD3与ECAB溶液混合,得到含多种配合物的血红色溶液,其中配位数为5的配合物的化学式是。
(5)化合物EF[F(AB)6]是一种蓝色晶体,下图表示其晶胞的(E+未画出)。该蓝色晶体的一个晶胞中E+的个数为。
(6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如图所示
其晶胞边长为540.0 pm,密度为(列式并计算),a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距
离pm(列式表示)。
某化工厂以软锰矿、闪锌矿(除主要成分为MnO2、ZnS外还含有少量的FeS、CuS、Al2O3等物质)为原料制取Zn和MnO2。
(1)在一定条件下,将这两种矿粉在硫酸溶液中相互作用,配平如下的化学方程式:
MnO2 + FeS + H2SO4MnSO4 +Fe2(SO4)3 + S + H2O
(2)将所得含有Mn2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Zn2+的酸性溶液按以下的工业流程进行操作处理得溶液(IV),电解溶液(IV)即得MnO2和Zn。
a.操作①中加Zn粉后发生反应的离子方程式为。
b.操作②中加入适量X的作用是什么;X的首选物的化学式是。
c.操作③中所加碳酸盐的化学式是。
(3)为了从上述流程中产生的Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀混合物中回收Al(OH)3,工厂设计了如下的有关流程图
a.AlCl3溶液和NaAlO2溶液反应生成AI(OH)3的离子方程式为,若总共得到n molAl(OH)3,则消耗的NaOH和HCl的理论量(mol)分别为、。
b.若使用下列流程回收处理,请比较两个流程消耗酸碱的用量?
饮用水中含有一定浓度的NO3一将对人类健康产生危害,NO3一能氧化人体血红蛋白中的Fe(II),使其失去携氧功能。为了降低饮用水中NO3一的浓度,某兴趣小组提出如下方案:
请回答下列问题:
(1)已知过滤后得到的滤渣是一种混合物,则在溶液中铝粉和NO3一反应的离子方程式为。
(2)该方案中选用熟石灰调节pH,理由是、,在调节pH时,若pH过大或过小都会造成的利用率降低。
(3)用H2催化还原法也可降低饮用水中NO3-的浓度,已知反应中的还原产物和氧化产物均可参与大气循环,则催化还原法的离子方程式为_。
(4)饮用水中的NO3-主要来自于NH4+。已知在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如下:
试写出1 mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是。
某化学兴趣小组对碳的氧化物做了深入的研究并取得了一些成果。
已知:C(s)+O2(g) CO2(g) △H=-393kJ•mol-1;
2CO (g)+O2(g) 2CO2(g) △H=-566kJ•mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ•mol-1
(1)将水蒸气喷到灼热的炭上实现炭的气化(制得CO、H2),该反应的热化学方程式为。
(2))将一定量CO(g)和H2O(g)分别通入容积为1L的恒容密闭容器中,发生反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组序 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
|
H2O |
CO |
CO2 |
|||
1 |
500 |
4 |
8 |
3.2 |
4 |
2 |
750 |
2 |
4 |
0.8 |
3 |
3 |
750 |
2 |
4 |
0.8 |
1 |
①该反应的正反应为(填“吸热”或“放热”)反应。
②实验1中,0~4min时段内,以v(H2)表示的反应速率为。
③实验2达到平衡时CO的转化率为。
④实验3与实验2相比,改变的条件是;
请在下图坐标中画出“实验2”与“实验3”中c(CO2)随时间变化的曲线,并作必要的标注。
(3)在载人航天器中应用电化学原理,以Pt为阳极,Pb(CO2的载体)为阴极,KHCO3溶液为电解质溶液,还原消除航天器内CO2同时产生O2和新的能源CO,总反应的化学方程式为:2CO22CO+O2,若阳极为溶液中的OH-放电,则阳极的电极反应式为。
(4)将CO通入银氨溶液中可析出黑色的金属颗粒,其反应方程式为。
有机物是重要的化工原料,其合成过程如下:
(1)化合物II的分子式为,Ⅳ中含氧官能团的名称是,反应①的反应类型是反应。
(2)化合物I~IV具有的性质正确的是。
A.1mol化合物II最多能与2molH2发生加成反应 |
B.1mol化合物II燃烧最多消耗8.5molO2 |
C.1mol化合物IV能与2mol金属钠、1molNaHCO3反应产生气体 |
D.化合物I和IV在一定条件下都能与乙酸发生酯化反应 |
(3)芳香化合物V是II的一种无甲基同分异构体,能使FeCl3溶液显紫色,则V的结构简式为、、。
(4)一定条件下,化合物Ⅳ能形成缩聚高分子,该有机高分子的结构简式为。
(5)有机物VI()与
发生反应的方程式为。