工業(yè)廢水隨意排放會(huì)造成嚴(yán)重污染,根據(jù)成分不同可采用不同的處理方法。

1電池生產(chǎn)工業(yè)廢水中常含有Cu2+等重金屬離子,常用FeS等難溶物質(zhì)作為沉淀劑除去。已知室溫下Ksp(FeS)6.3×1018mol2·L2,Ksp(CuS)1.3×1036mol2·L2。

請(qǐng)用離子方程式說(shuō)明上述除雜的原理      ???????????????????????????????????? 。

FeS高溫煅燒產(chǎn)生的SO2氣體通入下列溶液中,能夠產(chǎn)生沉淀的是????? (填序號(hào))

ABa(NO3)2? ???? BBaCl2? ?? ? CBa(OH)2??? ???? D.溶有NH3BaCl2溶液

若將足量SO2氣體通入0.2 mol·L1NaOH溶液,所得溶液呈酸性,則溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span>??????????????????????????

2采用電解法處理含有Cr2O72酸性廢水,在廢水中加入適量NaCl,用鐵電極電解一段時(shí)間后,有Cr(OH)3Fe(OH)3沉淀生成,從而降低廢水中鉻元素的含量。若陽(yáng)極用石墨電極則不能產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀,用必要的化學(xué)語(yǔ)言說(shuō)明原因___________________。

3)廢氨水可以轉(zhuǎn)化成氨,氨再設(shè)計(jì)成堿性燃料電池。圖是該燃料電池示意圖,產(chǎn)生的X氣體可直接排放到大氣中。a電極作??????? 極(填”“負(fù)”“陽(yáng)),其電極反應(yīng)式為??????? ;T下,某研究員測(cè)定NH3·H2O的電離常數(shù)為1.8×105NH4+的水解平衡常數(shù)為1.5×108(水解平衡也是一種化學(xué)平衡,其平衡常數(shù)即水解常數(shù)),則該溫度下水的離子積常數(shù)為?????????? ,請(qǐng)判斷T?????? 25(填”“)。

 

 

【答案】

1FeS(s)+Cu2+(aq)= CuS(s)+ Fe 2+aq

A C D

c(Na+)>c(HSO3-)> c (H+)>c(SO32-)> c(OH-)。

(2)因?yàn)?/span>Fe電極在電解過(guò)程中產(chǎn)生還原性的Fe2+,將溶液中Cr2O72還原為Cr3+Cr2O726Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O。若改用石墨電極,陽(yáng)極產(chǎn)生的是Cl2,不能將Cr2O72還原為Cr3+。

3)負(fù)?? 2NH3+6OH6e=N2+6H2O??? 2.7×1013;>

【解析】

試題分析(1) FeS盡管難溶,也有一定的溶解度,在溶液中存在著沉淀溶解平衡:FeS(s) Fe2+(aq)+S2-(aq) ,由于Ksp(FeS)6.3×1018mol2·L2>>Ksp(CuS)1.3×1036mol2·L2,所以當(dāng)溶液中含有Cu2+時(shí),Cu2+就會(huì)與FeS電離產(chǎn)生的S2-結(jié)合產(chǎn)生更難溶的沉淀CuSCu2++ S2-=CuS↓,FeS再溶解電離,產(chǎn)生的S2-再反應(yīng)變?yōu)?/span>CuS沉淀。最終能夠把溶液中的Cu2+完全沉淀除去。反應(yīng)的兩種方程式為:FeS(s)+Cu2+(aq)= CuS(s)+ Fe 2+( aq).? SO2+H2O=H2SO3,溶液顯酸性。A.當(dāng)向其中加入Ba(NO3)2時(shí),也就相當(dāng)于存在硝酸。硝酸有強(qiáng)氧化性,能把H2SO3氧化產(chǎn)生H2SO4.故會(huì)產(chǎn)生BaSO4沉淀。正確。B.假如能與BaCl2 發(fā)生反應(yīng),則反應(yīng)的方程式為:BBaCl2+ SO2+H2O=BaSO3↓+2HCl. BaSO3能與HCl發(fā)生反應(yīng),所以在酸性環(huán)境不存在。即該反應(yīng)是不能發(fā)生的。換句話說(shuō)就是不能發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生沉淀。C.酸性氧化物SO2能與堿發(fā)生反應(yīng):Ba(OH)2+ SO2=BaSO3↓+ H2O.正確。D.首先發(fā)生反應(yīng):2NH3+ SO2+H2O= (NH4)2SO3,然后發(fā)生:(NH4)2SO3+BaCl2= BaSO3↓+ 2NH4Cl .正確。因此選項(xiàng)為A、CD。由于SO2足量。所以反應(yīng)的方程式為:SO2+NaOH=NaHSO3NaHSO3=Na++HSO3-。HSO3-在溶液中存在電離平衡HSO3-H++SO32-和水解平衡HSO3-+ H2O H2SO3+OH-。電離使溶液顯酸性,水解使溶液顯堿性。因?yàn)?/span>所得溶液呈酸性,所以電離大于水解。c (H+)>c(OH-).在溶液中除了存在水解平衡外還存在H2O H++OH-,SO32-只有HSO3-電離產(chǎn)生,所以c (H+)>c(SO32-) 。電解質(zhì)的電離程度HSO3-> H2O。因此c(SO32-)> c(OH-)。無(wú)論HSO3-是電離還是水解都要消耗,所以c(Na+)>c(HSO3-).因此溶液中各種離子的濃度關(guān)系為:c(Na+)>c(HSO3-)> c (H+)>c(SO32-)> c(OH-)。(2) 用鐵電極電解一段時(shí)間后, Fe(OH)3沉淀生成,說(shuō)明Fe與電源的正極相連接,作陽(yáng)極,被氧化發(fā)生還原反應(yīng):Fe-2e-=Fe2+.產(chǎn)生的Fe2+有還原性,能將溶液中Cr2O72還原為Cr3+,二者發(fā)生的反應(yīng)為:Cr2O726Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O,Cr3+Fe3+水解產(chǎn)生Cr(OH)3Fe(OH)3沉淀,從而可以降低廢水中鉻元素的含量。若陽(yáng)極用石墨電極,則電極本身不參加反應(yīng),是溶液中的Cl-失去電子。在陽(yáng)極產(chǎn)生的是Cl2,就不能將Cr2O72還原為Cr3+。(3)氨設(shè)計(jì)成堿性燃料電池,產(chǎn)生的X氣體可直接排放到大氣中。則XN2,a電極作負(fù)極,電極反應(yīng)為2NH3+6OH6e=N2+6H2O。通入空氣的電極為正極,發(fā)生反應(yīng):O2+4e-+2H2O=4OH-NH3·H2O NH4++OH-, - NH4++ H2O H+ + NH3·H2O, .將兩式相乘,可得c (H+)·c(OH-)=K(電離) ·K(水解) ·c(H2O)=Kw. 所以在該溫度下水的離子積常數(shù)Kw=2.7×10-13.水是弱電解質(zhì),升高溫度,促進(jìn)水的電離,水電離產(chǎn)生的離子濃度增大,水的離子積常數(shù)也增大。由于2.7×10-13>1.0×10-14.所以溫度高于25。

考點(diǎn):考查沉淀的轉(zhuǎn)化、SO2的除去方法、含有Cr2O72酸性廢水的電解法處理、原電池的反應(yīng)原理及電極式的書(shū)寫、弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽的水解平衡、水的離子積常數(shù)的計(jì)算的知識(shí)。

 

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相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2012?東城區(qū)二模)SO2隨意排放會(huì)造成嚴(yán)重的大氣污染.下列是某小組同學(xué)設(shè)計(jì)處理煙氣(主要含SO2、N2、O2、粉塵)中SO2的方法.
(1)方法一:利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品處理含SO2的煙氣,流程如下:

①“吸收裝置”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是
SO2+OH-=HSO3-
SO2+OH-=HSO3-

②合成塔中每合成1mol 氣體放出熱量92.3kJ(25℃、101kPa),反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-184.6 kJ?mol-1
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-184.6 kJ?mol-1
;
③上述流程中循環(huán)利用的物質(zhì)是
NaCl溶液
NaCl溶液

(2)方法二:利用FeCl3溶液的氧化性吸收煙氣中的SO2
①該反應(yīng)的離子方程式是
2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
(反應(yīng)a).為驗(yàn)證該反應(yīng),同學(xué)們將SO2通入0.05mol?L-1 FeCl3溶液中,溶液很快由黃色變?yōu)榧t褐色;將溶液長(zhǎng)時(shí)間放置后,最終變?yōu)闇\綠色.關(guān)于紅褐色液體,以下是同學(xué)們的分析推測(cè)與實(shí)驗(yàn).
分析推測(cè) 實(shí)驗(yàn)步驟
甲:生成了Fe(OH)3膠體
乙:經(jīng)查閱資料,可能發(fā)生反應(yīng):
Fe3++6SO2
Fe(SO2
 
3+
6
(反應(yīng)b)
。苽銯e(OH)3膠體并檢驗(yàn)
ⅱ.分別向Fe(OH)3膠體和該紅褐色液體中加入適量鐵粉,振蕩后前者不變色,后者變?yōu)闇\綠色
②利用膠體的
丁達(dá)爾效應(yīng)
丁達(dá)爾效應(yīng)
(填性質(zhì))可以檢驗(yàn)步驟ⅰ中是否得到了Fe(OH)3膠體;
③根據(jù)反應(yīng)b,說(shuō)明步驟ⅱ中液體顏色變化的原因是
加入鐵粉時(shí)發(fā)生反應(yīng)2Fe3++Fe=3Fe2+,c(Fe3+)減小,使反應(yīng)b逆向移動(dòng)
加入鐵粉時(shí)發(fā)生反應(yīng)2Fe3++Fe=3Fe2+,c(Fe3+)減小,使反應(yīng)b逆向移動(dòng)
(用離子方程式及必要的文字說(shuō)明);
④經(jīng)討論后得出結(jié)論:FeCl3溶液和SO2反應(yīng)過(guò)程中,反應(yīng)a、b在體系中共存.請(qǐng)從化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)限度的角度分析,SO2通入FeCl3溶液中產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是
由于化學(xué)反應(yīng)速率:b>a,化學(xué)反應(yīng)限度:a>b,所以產(chǎn)生上述現(xiàn)象
由于化學(xué)反應(yīng)速率:b>a,化學(xué)反應(yīng)限度:a>b,所以產(chǎn)生上述現(xiàn)象

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

SO2隨意排放會(huì)造成嚴(yán)重的大氣污染.下列是某小組同學(xué)設(shè)計(jì)處理煙氣(主要含SO2、N2、O2、粉塵)中SO2的方法.
(1)方法一:利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品處理含SO2的煙氣,流程如下:

①“吸收裝置”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是______;
②合成塔中每合成1mol 氣體放出熱量92.3kJ(25℃、101kPa),反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是______;
③上述流程中循環(huán)利用的物質(zhì)是______.
(2)方法二:利用FeCl3溶液的氧化性吸收煙氣中的SO2
①該反應(yīng)的離子方程式是______(反應(yīng)a).為驗(yàn)證該反應(yīng),同學(xué)們將SO2通入0.05mol?L-1 FeCl3溶液中,溶液很快由黃色變?yōu)榧t褐色;將溶液長(zhǎng)時(shí)間放置后,最終變?yōu)闇\綠色.關(guān)于紅褐色液體,以下是同學(xué)們的分析推測(cè)與實(shí)驗(yàn).
分析推測(cè)實(shí)驗(yàn)步驟
甲:生成了Fe(OH)3膠體
乙:經(jīng)查閱資料,可能發(fā)生反應(yīng):
Fe3++6SO2
Fe(SO2數(shù)學(xué)公式(反應(yīng)b)
。苽銯e(OH)3膠體并檢驗(yàn)
ⅱ.分別向Fe(OH)3膠體和該紅褐色液體中加入適量鐵粉,振蕩后前者不變色,后者變?yōu)闇\綠色
②利用膠體的______(填性質(zhì))可以檢驗(yàn)步驟ⅰ中是否得到了Fe(OH)3膠體;
③根據(jù)反應(yīng)b,說(shuō)明步驟ⅱ中液體顏色變化的原因是______(用離子方程式及必要的文字說(shuō)明);
④經(jīng)討論后得出結(jié)論:FeCl3溶液和SO2反應(yīng)過(guò)程中,反應(yīng)a、b在體系中共存.請(qǐng)從化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)限度的角度分析,SO2通入FeCl3溶液中產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是______.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:東城區(qū)二模 題型:填空題

SO2隨意排放會(huì)造成嚴(yán)重的大氣污染.下列是某小組同學(xué)設(shè)計(jì)處理煙氣(主要含SO2、N2、O2、粉塵)中SO2的方法.
(1)方法一:利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品處理含SO2的煙氣,流程如下:

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①“吸收裝置”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是______;
②合成塔中每合成1mol 氣體放出熱量92.3kJ(25℃、101kPa),反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是______;
③上述流程中循環(huán)利用的物質(zhì)是______.
(2)方法二:利用FeCl3溶液的氧化性吸收煙氣中的SO2
①該反應(yīng)的離子方程式是______(反應(yīng)a).為驗(yàn)證該反應(yīng),同學(xué)們將SO2通入0.05mol?L-1 FeCl3溶液中,溶液很快由黃色變?yōu)榧t褐色;將溶液長(zhǎng)時(shí)間放置后,最終變?yōu)闇\綠色.關(guān)于紅褐色液體,以下是同學(xué)們的分析推測(cè)與實(shí)驗(yàn).
分析推測(cè) 實(shí)驗(yàn)步驟
甲:生成了Fe(OH)3膠體
乙:經(jīng)查閱資料,可能發(fā)生反應(yīng):
Fe3++6SO2
Fe(SO2
 3+6
(反應(yīng)b)
。苽銯e(OH)3膠體并檢驗(yàn)
ⅱ.分別向Fe(OH)3膠體和該紅褐色液體中加入適量鐵粉,振蕩后前者不變色,后者變?yōu)闇\綠色
②利用膠體的______(填性質(zhì))可以檢驗(yàn)步驟ⅰ中是否得到了Fe(OH)3膠體;
③根據(jù)反應(yīng)b,說(shuō)明步驟ⅱ中液體顏色變化的原因是______(用離子方程式及必要的文字說(shuō)明);
④經(jīng)討論后得出結(jié)論:FeCl3溶液和SO2反應(yīng)過(guò)程中,反應(yīng)a、b在體系中共存.請(qǐng)從化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)限度的角度分析,SO2通入FeCl3溶液中產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是______.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2012年北京市東城區(qū)高考化學(xué)二模試卷(解析版) 題型:解答題

SO2隨意排放會(huì)造成嚴(yán)重的大氣污染.下列是某小組同學(xué)設(shè)計(jì)處理煙氣(主要含SO2、N2、O2、粉塵)中SO2的方法.
(1)方法一:利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品處理含SO2的煙氣,流程如下:

①“吸收裝置”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是______;
②合成塔中每合成1mol 氣體放出熱量92.3kJ(25℃、101kPa),反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是______;
③上述流程中循環(huán)利用的物質(zhì)是______.
(2)方法二:利用FeCl3溶液的氧化性吸收煙氣中的SO2
①該反應(yīng)的離子方程式是______(反應(yīng)a).為驗(yàn)證該反應(yīng),同學(xué)們將SO2通入0.05mol?L-1 FeCl3溶液中,溶液很快由黃色變?yōu)榧t褐色;將溶液長(zhǎng)時(shí)間放置后,最終變?yōu)闇\綠色.關(guān)于紅褐色液體,以下是同學(xué)們的分析推測(cè)與實(shí)驗(yàn).
分析推測(cè)實(shí)驗(yàn)步驟
甲:生成了Fe(OH)3膠體
乙:經(jīng)查閱資料,可能發(fā)生反應(yīng):
Fe3++6SO2
Fe(SO2(反應(yīng)b)
。苽銯e(OH)3膠體并檢驗(yàn)
ⅱ.分別向Fe(OH)3膠體和該紅褐色液體中加入適量鐵粉,振蕩后前者不變色,后者變?yōu)闇\綠色
②利用膠體的______(填性質(zhì))可以檢驗(yàn)步驟ⅰ中是否得到了Fe(OH)3膠體;
③根據(jù)反應(yīng)b,說(shuō)明步驟ⅱ中液體顏色變化的原因是______(用離子方程式及必要的文字說(shuō)明);
④經(jīng)討論后得出結(jié)論:FeCl3溶液和SO2反應(yīng)過(guò)程中,反應(yīng)a、b在體系中共存.請(qǐng)從化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)限度的角度分析,SO2通入FeCl3溶液中產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是______.

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