铬及其化合物在现代工业上的应用广泛,可用于电镀,鞣制羊毛,皮革;铬还用于照相材料,胶版印刷及化工触媒剂等。但化工废料铬渣对人体健康有很大危害。
Ⅰ:某工厂对制革工业污泥中Cr(III)回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+):
部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
| 阳离子 |
Fe3+ |
Fe2+ |
Mg2+ |
Al3+ |
Cu2+ |
Cr3+ |
| 开始沉淀时的pH |
1.9 |
7.0 |
—— |
—— |
4.7 |
—— |
| 沉淀完全时的pH |
3.2 |
9.0 |
11.1 |
8 |
6.7 |
9 (>9溶解) |
(1)实验室用18.4 mol·L-1的浓硫酸配制250 mL 4.8 mol·L-1的硫酸溶液,所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和吸量管(一种能精确量取一定体积液体的仪器)外,还需 。
(2)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是 (至少答一点)。
(3)调节溶液的pH=8是为了除去 离子。钠离子交换树脂的原理为:
Mn++nNaR→MRn+nNa+,被交换的的杂质离子是 。
(4)Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)
Cr3+(aq)+3OH-(aq)
常温下,Cr(OH)
的溶度积Ksp= c(Cr3+)• c3(OH-)=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至 。
(5)还原过程发生以下反应(请配平): Na2Cr2O7+ SO2+
= Cr(OH) (H2O)5SO4+ Na2SO4;
Ⅱ:工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理。
其中一种处理方法为电解法:该法用Fe做电极,电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解进行,阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。用Fe做电极的原因为
在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释) 。
金属及其化合物在生产、生活中有广泛应用。
(1)从结构角度分析Fe3+较Fe2+稳定的原因。
(2)三氯化铁常温下为固体,熔点282℃,沸点315℃,在300℃以上易升华,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体属于 晶体。
(3)铁元素为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分———血红素的重要组成元素,血红素的结构简式如下图所示。与铁原子形成配位键的是 号氮原子(填写氮原子标号)。
(4)金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好。离子型氧化物V2O5和CrO2中,更适合作录音带磁粉原料的是(填化学式)。
已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增,A、B、C、D位于前三周期。A位于周期表的s区,其原子中电子层数和未成对电子数相同;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;D原子的核外成对电子对数与未成对电子数之比为3:1。A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体,A、B两种元素组成的原子个数之比为1∶1的化合物N是常见的有机溶剂。E有“生物金属”之称,E4+和氩原子的核外电子排布相同。
(1)D元素在元素周期表中的位置为第 周期 族。
(2)下列叙述正确的是 (填写序号)。
a.水的沸点比M高得多,是因为水分子间能形成氢键,而M分子间不能形成氢键
b.M的中心原子采用sp3杂化
c.N分子中含有6个σ键和1个大π键
d.BD2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
(3)已知C2D是一种麻醉剂,根据等电子原理可推知C2D的空间构型为 。
(4)E的一种氧化物Q,其晶胞结构如图所示,则Q的化学式为 。
W、X、Y、Z是短周期主族元素,它们的核电荷数依次增大。下表列出它们的性质和结构:
| 元素编号 |
元素性质或原子结构 |
| W |
原子电子层数与核外电子数相等 |
| X |
原子核外L层上s能级的电子总数为p能级上的电子总数的一半 |
| Y |
元素的原子半径在短周期中最大(除稀有气体外) |
| Z |
原子核外p能级上的电子总数等于s能级上的电子总数 |
(1)W和X按1︰1形成的化合物的电子式为 ,晶体Z属于 晶体。
(2)Y元素的单质在W和X按2︰1形成的化合物中反应的离子方程式为。
(3)Z和CO2在一定条件下反应的化学方程式为 。
氮元素可以形成多种化合物。
(1)基态氮原子的价电子轨道表示式是 。
(2)已知尿素的结构式为
,则尿素分子中C和N原子的杂化方式分别是、。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮化物。
①NH3分子的空间构型是;
②肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是:
N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1038.7kJ·mol-1
当肼燃烧放出519.35kJ热量时,形成的π键有mol。
下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。
| a |
|||||||
| b |
c |
d |

(1)元素b的基态原子电子排布式为 。
(2)第三周期8种元素按单质熔点高低的排列顺序如右图,其中序号“8”代表 (填元素符号);其中电负性最大的是 (填右图中的序号)。
(3)元素a、c分别与元素d形成的化合物中,熔点较高的是(填化学式)。