(14分)通过沉淀-氧化法处理含铬废水,减少废液排放对环境的污染,同时回收K2Cr2O7。实验室对含铬废液(含有Cr3+、Fe3+、K+、SO42-、NO3-和少量Cr2O72-)回收与再利用工艺如下:
已知:①Cr(OH)3 + OH- ="=" CrO2- + 2H2O;②2CrO2- + 3H2O2 + 2OH- ="=" 2CrO42- + 4H2O;
③H2O2在酸性条件下具有还原性,能将+6价Cr还原为+3价Cr。
(1)实验中所用KOH浓度为6 mol·L-1,现用KOH固体配制250mL 6 mol·L-1 的KOH溶液,除烧杯、玻璃棒外,还必需用到的玻璃仪器有 。
(2)抽滤过程中要及时观察吸滤瓶内液面高度,当快达到支管口位置时应进行的操作为 。
(3)滤液Ⅰ酸化前,进行加热的目的是 。冰浴、过滤后,应用少量冷水洗涤K2Cr2O7,其目的是 。
(4)下表是相关物质的溶解度数据:
物质 |
0℃ |
20℃ |
40℃ |
60℃ |
80℃ |
100℃ |
KCl |
28.0 |
34.2 |
40.1 |
45.8 |
51.3 |
56.3 |
K2SO4 |
7.4 |
11.1 |
14.8 |
18.2 |
21.4 |
24.1 |
K2Cr2O7 |
4.7 |
12.3 |
26.3 |
45.6 |
73.0 |
102.0 |
KNO3 |
13.9 |
31.6 |
61.3 |
106 |
167 |
246.0 |
根据溶解度数据,操作Ⅰ具体操作步骤为① 、② 。
(5)称取产品重铬酸钾试样2.000g配成250mL溶液,取出25.00mL于锥形瓶中,加入10mL 2mol/LH2SO4和足量碘化钠(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min,然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。
①若实验中共用去Na2S2O3标准溶液30.00mL,所得产品的中重铬酸钾的纯度为 (设整个过程中其它杂质不参与反应)。
②若滴定管在使用前未用Na2S2O3标准溶液润洗,测得的重铬酸钾的纯度将 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
为探索工业废料的再利用,某化学兴趣小组设计了如下左图实验方案,用含有铝、铁和铜的合金制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。
请回答:
(1)步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是,该操作中除用到烧杯和玻璃棒外,还必须用到的玻璃仪器有。
(2)溶液A中的离子主要有Na+、OH-、;试剂X是。
(3)进行步骤Ⅱ时,该小组用如上右图所示装置及试剂将制得的CO2气体通入溶液A中。一段时间后,
观察到烧杯中产生的白色沉淀逐渐减少,其原因是(用离子方程式表示);为了避免固体C减少,改进的措施是在装置Ⅰ、Ⅱ之间增加一个盛有饱和溶液的洗气瓶。
(4)从溶液E中获得绿矾晶体的实验操作依次为(填操作名称)、冷却结晶、过滤洗涤。
氧化二氯是黄棕色具有强烈刺激性的气体。它的熔点-116℃,沸点3.8℃.氧化二氯不稳定,接触一般有机物易爆炸;它易溶于水(1∶100)同时反应生成次氯酸溶液。制取少量氧化二氯,是用干燥的氧化汞与氯气反应(还生成HgO·HgCl2)。装置如图,仅铁架台和夹持仪器已略去。
部分物质的有关物理数据如下:
化学式 |
熔点(单位:℃) |
沸点(单位:℃) |
N2 |
-209.86 |
-195.8 |
O2 |
-218.4 |
-183 |
CO2 |
-57 |
/ |
NH3 |
-77.3 |
-33.35 |
Cl2 |
-101 |
-34.6 |
试回答:
(1)A中深色固体与无色液体制备气体的离子方程式:。
(2)B中盛有液体c是饱和,C中的液体d是浓硫酸。
(3)氧化二氯制备出之后,要冷却为固态才便于操作和贮存,则E中的保温瓶中盛有致冷剂,它应是
(在干冰、冰水、液态空气、液氨中选择)。在E的内管得到的Cl2O中可能含有的主要杂质是反应物中过量的。
(4)装置D、E间的连接方式与A、B、C间的连接方式有明显的区别,这区别是D、E中无管、塞,用这些不同的连接方式的主要理由是氧化二氯接触有机物而。
电子工业常用30﹪的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。废腐蚀液含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3,任意排放将导致环境污染及资源的浪费,应考虑回收利用。按如下流程在实验室进行实验:从废液中回收铜,并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液,作为腐蚀液原料循环使用。
(1)写出FeCl3溶液与铜箔发生反应的化学方程式:。
(2)检验废腐蚀液中含有Fe3+的实验操作是
(3)“过滤”用到的玻璃仪器有:普通漏斗、。
(4)废液中加入过量①后,发生反应的离子方程式:
(5)上述流程中取废液200 mL,其中含CuCl2 1.5 mol·L—1、FeCl2 3.0 mol·L—1、FeCl3 1.0 mol·L—1,若要将铜全部回收,需加入Fe粉的质量应不少于_____________g;将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液需通入Cl2的物质的量不少于_______________mol。
(6)某化学兴趣小组利用在下图装置制取氯气并通入到FeCl2溶液中获得FeCl3溶液。
制备Cl2的化学方程式为:
该装置不完整,请在所给虚线框内画出所缺部分,并标注试剂。
孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe的氧化物和SiO2,实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3,步骤如下:
试回答下列问题:
(1)B物质的化学式是在未加入H2O2的溶液中,存在的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。若检验该溶液中Fe3+,选择最合适的试剂是(填代号)。
A.KMnO4溶液 | B.Fe粉 | C.Na2CO3溶液 | D.KSCN溶液 |
(2)向溶液A加入H2O2的作用是剂(填氧化或还原),离子反应方程式为,选用H2O2而不用Cl2的原因是。
(3)由溶液C获得CuSO4·5H2O,需要经过,过滤等操作。除烧杯、漏斗外,过滤操作还需用到另一玻璃仪器是。
(4)制备CaCO3时,先通入(填NH3或CO2),若实验过程中有氨气逸出,可选用下列装置中的(填代号)装置吸收氨气。(烧杯中的液体都为水)
现有含CaO杂质的CaC2试样。某研究性学习小组的同学拟用以下三种方案测定CaC2试样的纯度。请填写下列空白:
(1)第一种方案:请从下图中选用适当的装置,设计一个实验,测定CaC2试样的纯度。
所选用装置的连接顺序为(填各接口的字母):。
(2)第二种方案:根据试样和水在锥形瓶中反应前后质量的变化,测定CaC2的质量分数。先称取试样1.50g,并称量锥形瓶和水的质量为195.00g,再将试样加入锥形瓶中,反应过程中每隔相同时间测得的数据如下表。
读数次数 |
质量/g |
|
锥形瓶+水+试样 |
第1次 |
196.30 |
第2次 |
196.15 |
|
第3次 |
196.05 |
|
第4次 |
196.00 |
|
第5次 |
196.00 |
①计算CaC2的质量分数时,不必作第6次读数的原因是:。
②此试样中CaC2的质量分数为。(保留2位有效数字)
(3)第三种方案:称取一定质量的试样(1.60g),操作流程如下:
①操作Ⅱ的名称是。
②在转移溶液时,如溶液转移不完全,则CaC2质量分数的测定结果(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。