工业废水中常含有一定量的Cr2O
和CrO
,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理。常用的处理方法有两种。
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:
2CrO
(黄色)+2H+
Cr2O
(橙色)+H2O
(1)若平衡体系的 pH = 2,该溶液显________色。
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是________。
a.Cr2O
和CrO
的浓度相同
b.2v(Cr2O
)=v(CrO
)
c.溶液的颜色不变
(3)第②步中,还原 1 mol Cr2O
离子,需要______mol的FeSO4·7H2O。
(4)第③步生成的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)3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________。
方法2:电解法
该法用 Fe 做电极电解含Cr2O
的酸性废水,随着电解的进行,在阴极附近溶液 pH 升高,产生 Cr(OH)3沉淀。
(5)用Fe做电极的原因为______________________________________
(6)在阴极附近溶液 pH 升高的原因是(用电极反应解释)________________,溶液中同时生成的沉淀还有________。
(14分)X、Y、Z、D、E、W是原子序数依次递增的短周期主族元素。
(1)Y元素的气态氢化物与其最高价氧化物对应水化物能发生化合反应生成一种盐,该反应的化学方程式为________________________________;Y与氢原子按个数比1:2形成的含18个电子的化合物的电子式为________________。
(2)X、E同主族,纯净的单质E可用于制太阳能电池,则X在周期表中的位置是________________;X与E作电极,同NaOH溶液可构成原电池,则该电池负极的电极反应式为:______________。
(3)常温常压下,W的单质为气体,且常用于自来水的消毒,W的一种氧化物W2O是酸性氧化物,W2O与水反应的方程式为________________________________,W2O的结构式为_____________。
(4)Z、D、E、W同周期,D的简单离子半径是同周期简单离子中半径最小的, D的单质与Z的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为________________________________。
(5)(XY)2与W2性质相似,则(XY)2分子中含有的化学键有_____________________(填“离子键”、“极性键”或“非极性键”);(XY)2的制备原理同实验室制取W2类似,在酸性条件下用MnO2氧化对应的阴离子得到。写出制取(XY)2的离子方程式________________________________。
(9分)元素周期律是指导我们学习元素及其化合物知识的重要工具。已知氧族元素(不含Po)的部分知识如下表所示,
| 元素 |
8O |
16S |
34Se |
52Te |
| 单质熔点(℃) |
-218.4 |
113 |
450 |
|
| 单质沸点(℃) |
-183 |
444.6 |
685 |
1390 |
| 元素主要化合价 |
-2 |
-2,+4,+6 |
-2,+4,+6 |
|
| 原子半径 |
逐渐增大 |
|||
| 单质与H2反应情况 |
点燃时易化合 |
加热化合 |
加热难化合 |
不能直接化合 |
请总结表中知识规律,并依据元素周期律回答下列问题:
(1)单质硒的熔点范围可能是________________。
(2)元素碲的主要化合价可能有________________。
(3)硫、硒、碲的氢化物水溶液的酸性由强至弱的顺序是________________(用化学式表示)。
(4)氢硒酸有较强的__________(填“氧化性”或“还原性”),因此露置在空气中长期保存易变质,其可能发生反应的化学方程式为_________________________________。
(5)下图所示为氧族元素单质与H2反应过程中的能量变化示意图,其中a、b、c、d分别表示氧族元素中某一元素的单质,纵坐标为相同物质的量的单质与H2反应过程中的能量变化(能量变化>0表示放热,能量变化<0表示吸热)。则:b代表________________, d代表(均写单质名称)。
(6分)中学化学常见的物质A、B、C、D、E、X有如图所示转化关系。已知A、D是单质,B为氧化物,反应①在高温下发生。
(1)若A、D、X为非金属单质,E是常见的温室气体,则A为____________,X为___________(用化学式填空)。
(2)若A为金属单质,D为非金属单质,X为盐酸,则反应①的化学方程式为________________;反应②的离子方程式________________________________。
(7分)(1)某温度下,2L恒容密闭容器中,X、Y、Z三种气体发生化学反应时,物质的量随时间变化的关系曲线如图所示,则
①此反应的化学方程式为________________;
②0~10s内,用Z表示的化学反应速率为________________;
③X的转化率为________________;
(2)恒温恒容时,某密闭容器中发生反应:C(s)+CO2(g)
2CO(g),下列描述中能说明该反应已达到化学平衡状态的是________________。
①C(s)的浓度不再改变②CO2的体积分数不再改变
③气体的质量不再改变④气体的密度不再改变
⑤单位时间内消耗1molCO2,同时生成2molCO
⑥n(CO2):n(CO)=1:2⑦v正(CO2)=2v逆(CO)
(8分)根据下列提供的一组物质回答下列问题:
HCl、NH4Cl、N2、NaOH、CaCl2、Cl2、NaF、CO2
(1)只含有离子键的离子化合物有_____________________(填化学式,下同),属于共价化合物的有_______________________________________________。
(2)既含有离子键,又含有极性键的物质有____________________________。
(3)含有非极性键的物质有________________。