【題目】工、農(nóng)業(yè)廢水以及生活污水中濃度較高的會造成氮污染。工業(yè)上處理水體中的一種方法是零價鐵化學(xué)還原法。某化學(xué)小組用廢鐵屑和硝酸鹽溶液模擬此過程,實驗如下。

1先用稀硫酸洗去廢鐵屑表面的鐵銹,然后用蒸餾水將鐵屑洗凈。

①除銹反應(yīng)的離子反程式是__________。

②判斷鐵屑洗凈的方法是__________

2KNO3溶液的pH調(diào)至2.5。從氧化還原的角度分析調(diào)低溶液pH的原因是__________

3將上述處理過的足量鐵屑投入(2)的溶液中。如圖表示該反應(yīng)過程中,體系內(nèi)相關(guān)離子濃度、pH隨時間變化的關(guān)系。請根據(jù)圖中信息回答:

①t1時刻前該反應(yīng)的離子方程式是__________。

t2時刻后,該反應(yīng)仍在進行,溶液中的濃度在增大,Fe2+的濃度卻沒有增大,可能的原因是__________。

4鐵屑與KNO3溶液反應(yīng)過程中向溶液中加入炭粉,可以增大該反應(yīng)的速率,提高的去除效果,其原因是__________

【答案】 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 測最后一次洗滌液的pH,若為7,則說明鐵屑已洗凈(或取少量最后一次洗滌液加入BaCl2溶液,若無明顯現(xiàn)象,則說明鐵屑已洗凈) 在酸性條件下的氧化性強,易被鐵屑還原 4Fe++10H+=4Fe2+++3H2O 生成的Fe2+水解 炭粉和鐵構(gòu)成了無數(shù)微小的原電池加快反應(yīng)速率

【解析】(1). ①. 鐵銹的主要成分是Fe2O3,與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水,反應(yīng)的離子方程式為:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,故答案為:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;

②. 判斷鐵屑是否洗凈的方法是測最后一次洗滌液的pH,若為7,則說明鐵屑已洗凈,故答案為:測最后一次洗滌液的pH,若為7,則說明鐵屑已洗凈;

(2). pH調(diào)至2.5,是因為NO3在酸性條件下的氧化性強,易被鐵屑還原,故答案為:NO3在酸性條件下的氧化性強,易被鐵屑還原;

(3). ①. 根據(jù)圖示可知,在t1時刻前,硝酸根離子、氫離子濃度逐漸減小亞鐵離子濃度增大,則在t1時刻前是金屬鐵和硝酸之間的反應(yīng)4Fe+NO3+10H+=4Fe2++NH4+3H2O,故答案為:4Fe+NO3+10H+=4Fe2++NH4+3H2O;

. 根據(jù)反應(yīng)4Fe+NO3+10H+=4Fe2++NH4+3H2O可知,溶液中NH4的濃度在增大,Fe2+的濃度卻沒有增大所以原因是生成的Fe2+水解所致,故答案為:生成的Fe2+水解;

(4). 構(gòu)成原電池可以加快化學(xué)反應(yīng)速率,炭粉和鐵屑構(gòu)成了無數(shù)微小的原電池加快反應(yīng)速率,故答案為:炭粉和鐵構(gòu)成了無數(shù)微小的原電池加快反應(yīng)速率。

點睛:本題主要考查硝酸、鐵及其化合物的化學(xué)性質(zhì),試題難度中等。熟練掌握硝酸的化學(xué)性質(zhì)和鐵及其化合物的性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵,本題的難點是第3,解答本問時,需先仔細審圖,根據(jù)圖示得出t1時刻前,硝酸根離子、氫離子濃度是逐漸減小的,亞鐵離子濃度是逐漸增大的,所以t1時刻前是金屬鐵和硝酸之間的反應(yīng),隨著反應(yīng)的進行,溶液中銨根離子濃度在增大,亞鐵離子的濃度卻沒有增大,說明是生成的亞鐵離子發(fā)生了水解反應(yīng),據(jù)此解答本題即可。

型】
結(jié)束】
18

【題目】含有K2Cr2O7的廢水具有較強的毒性,工業(yè)上常用鋇鹽沉淀法處理含有K2Cr2O7的廢水并回收重鉻酸,具體的流程如下:

已知:CaCr2O7、BaCr2O7易溶于水,其它幾種鹽在常溫下的溶度積常數(shù)如下表所示。

物質(zhì)

CaSO4

CaCrO4

BaCrO4

BaSO4

溶度積

9.1×10-6

2.30×10-2

1.17×10-10

1.08×10-10

1用離子方程式表示K2Cr2O7溶液中同時存在K2CrO4的原因(將離子方程式補充完整):

+__________=+__________。____________

2向濾液1中加入BaCl2·2H2O的目的,是使從溶液中沉淀出來。

①結(jié)合上述流程說明熟石灰的作用:__________

②結(jié)合表中數(shù)據(jù),說明選用Ba2+而不選用Ca2+處理廢水的理由:__________。

③研究溫度對沉淀效率的影響。實驗結(jié)果如下:在相同的時間間隔內(nèi),不同溫度下的沉淀率,如下圖所示。

已知BaCrO4(s) Ba2+(aq)+ ΔH>0

的沉淀效率隨溫度變化的原因是__________。

3向固體2中加入硫酸,回收重鉻酸。

①硫酸濃度對重鉻酸的回收率如下圖所示。結(jié)合化學(xué)平衡移動原理,解釋使用0.450mol/L的硫酸時,重鉻酸的回收率明顯高于使用0.225mol/L的硫酸的原因:__________

②回收重鉻酸的原理如圖所示。當硫酸濃度高于0.450mol/L時,重鉻酸的回收率沒有明顯變化,其原因是__________。

4綜上所述,沉淀BaCrO4并進一步回收重鉻酸的效果與__________有關(guān)。

【答案】 1 H2O 2 2 H+ 沉淀;調(diào)節(jié)溶液pH,使轉(zhuǎn)化為而沉淀 BaCrO4CaCrO4更難溶,可以使沉淀更完全 溫度升高,沉淀速率加快 c(H2SO4)增大,則c()增大,與Ba2+生成沉淀,促進BaCrO4(s) Ba2+(aq)+ (aq)ΔH>0平衡右移,c()增大;同時,c(H+)也增大,共同促進+H2O +2H+平衡左移,有利于生成更多的H2Cr2O7 BaSO4BaCrO4溶解度接近,c(H2SO4)越大,越有利于生成BaSO4,包裹在BaCrO4外,使其難于接觸H2SO4,阻礙重鉻酸生成 受到溶液pH、溫度、H2SO4濃度、BaCrO4顆粒大小等影響

【解析】含有K2Cr2O7的廢水同時含有SO42,加入適量熟石灰過濾得到的固體1為硫酸鈣和濾液1,向濾液1中加入BaCl22H2O的目的是使CrO42從溶液中沉淀出來過濾得到固體2BaCrO4,濾液2檢測CrO42含量達標,向固體2中加入硫酸,回收重鉻酸,同時生成固體3為硫酸鋇沉淀

(1). K2Cr2O7溶液中同時存在K2CrO4的原因是重鉻酸根離子在水溶液中存在化學(xué)平衡生成鉻酸根離子和氫離子,反應(yīng)的離子方程式為Cr2O72+H2O2CrO42+2H+,故答案為:1、H2O、2、2、H+;

(2). ①. 根據(jù)表中物質(zhì)的溶度積常數(shù)可知,熟石灰的作用是沉淀硫酸根離子,調(diào)節(jié)溶液pH使Cr2O72轉(zhuǎn)化為CrO42而沉淀,故答案為:沉淀SO42-,調(diào)節(jié)溶液pH,使Cr2O72轉(zhuǎn)化為CrO42而沉淀;

②. 根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,BaCrO4CaCrO4更難溶,所以選用Ba2+處理廢水可以使CrO42沉淀更完全,故答案為:BaCrO4CaCrO4更難溶可以使CrO42沉淀更完全;

③. 根據(jù)圖象可知,CrO42的沉淀率隨溫度升高增大,沉淀速率加快,故答案為;溫度升高,沉淀速率加快;

(3). ①. c(H2SO4)增大,c(SO42)增大,Ba2+生成沉淀,促使BaCrO4(s) Ba2+(aq)+CrO42(aq)平衡右移使c(CrO42)增大,同時c(H+)也增大共同促使Cr2O72+H2O2CrO42+2H+平衡左移,可以生成更多的H2Cr2O7,故答案為:c(H2SO4)增大,c(SO42)增大Ba2+生成沉淀,促使BaCrO4(s) Ba2+(aq)+CrO42(aq)平衡右移c(CrO42)增大,同時c(H+)也增大,共同促使Cr2O72+H2O2CrO42+2H+平衡左移,可以生成更多的H2Cr2O7;

②. 根據(jù)表中各物質(zhì)的溶度積常數(shù)可知,BaSO4BaCrO4溶解度比較接近,c(H2SO4)越大,越有利于生成BaSO4,包裹在BaCrO4,使其難與H2SO4接觸,阻礙重鉻酸生成,故答案為:BaSO4BaCrO4溶解度接近,c(H2SO4)越大,越有利于生成BaSO4,包裹在BaCrO4外,使其難于接觸H2SO4,阻礙重鉻酸生成

(4). 根據(jù)上述分析可知,沉淀BaCrO4并進一步回收重鉻酸的效果與溫度濃度、溶液pH、硫酸濃度、沉淀顆粒等有關(guān)受到溶液pH、溫度、H2SO4濃度、BaCrO4顆粒大小等因素的影響,故答案為:受到溶液pH、溫度、H2SO4濃度、BaCrO4顆粒大小等影響。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某研究小組為探究元素周期表中元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,設(shè)計了如下實驗:

Ⅰ.(1)將鈉、鉀、鎂、鋁各1mol分別投入到足量的同濃度的鹽酸中,試預(yù)測實驗結(jié)果:___________________與鹽酸反應(yīng)最劇烈。

(2)Na2S溶液中通入氯氣出現(xiàn)黃色渾濁,可證明Cl的非金屬性比S強,反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________

(3)資料顯示:鈉、鎂、鋁都可以用于制備儲氫的金屬氫化物。

NaH是離子化合物,能與水反應(yīng)生成H2;NaAlH4是一種良好的儲氫材料,與水反應(yīng)也能產(chǎn)生氫氣,其化學(xué)反應(yīng)方程式為____________________________

Ⅱ.為驗證氯、溴、碘三種元素的非金屬性強弱,用下圖所示裝置進行試驗(夾持儀器已略去,氣密性已檢驗)

實驗過程:

①打開彈簧夾,打開活塞a,滴加濃鹽酸。

②當BC中的溶液都變?yōu)辄S色時,夾緊彈簧夾。

③當B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時,關(guān)閉活塞a。

④……

(4)A中發(fā)生反應(yīng)生成氯氣,請寫出該反應(yīng)的離子方程式:________________________

(5)B、C管口“浸有NaOH溶液的棉花”的作用是__________________________________________

(6)為驗證溴的氧化性強于碘,過程④的操作和現(xiàn)象是___________________________

(7)過程③實驗的目的是_________________________________________________

(8)請運用原子結(jié)構(gòu)理論解釋氯、溴、碘非金屬性逐漸減弱的原因:_________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】為高空或海底作業(yè)提供氧氣的物質(zhì)是

A.KClO3B.KMnO4C.Na2O2D.H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Ⅰ已知34Se的原子結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,回答下列問題:

(1)Se在元素周期表中的位置是__________

(2)Se在周期表中的位置分析判斷下列說法正確的是__________。

A.熱穩(wěn)定性:PH3>H2S>H2Se B.還原性:H2Se>HBr>HCl

C.離子半徑:Se2->Cl->K+ D.酸性:HClO3>HBrO3>H2SeO3

Ⅱ在溫度t1t2下,X2(g)H2反應(yīng)生成HX的平衡常數(shù)如下表:

化學(xué)方程式

K(t1)

K(t2)

F2+H2===2HF

1.8×1036

1.9×1032

Cl2+H2===2HCl

9.7×1012

4.2×1011

Br2+H2===2HBr

5.6×107

9.3×106

I2+H2===2HI

43

34

(1)已知,HX的生成反應(yīng)是放熱反應(yīng),則溫度t2__________t1(填“<”或“>”)。

(2)用電子式表示HX的形成過程__________。

(3)共價鍵的極性隨共用電子對偏移程度的增大而增強,HX共價鍵的極性由強到弱的順序是__________

(4)X2都能與H2反應(yīng)生成HX,用原子結(jié)構(gòu)解釋原因:__________。

(5)K的變化體現(xiàn)出X2化學(xué)性質(zhì)的遞變性,用原子結(jié)構(gòu)解釋原因:__________,原子半徑逐漸增大,得電子能力逐漸減弱。

(6)僅依據(jù)K的變化,可以推斷出:隨著鹵素原子核電荷數(shù)的增加,__________(選填字母)。

a.在相同條件下,平衡時X2的轉(zhuǎn)化率逐漸降低 b.HX的穩(wěn)定性逐漸減弱

c.X2H2反應(yīng)的劇烈程度逐漸減弱 d.HX的還原性逐漸減弱

(7)不同鹵素原子之間可形成鹵素互化物,其性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相近。寫出BrClSO2在水溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式__________

【答案】 4周期第ⅥA BC > HF、HCl、HBr、HI 鹵素原子的最外層電子數(shù)都是7 同一主族元素從上至下原子核外電子層數(shù)依次增多 ab BrCl+SO2+2H2O=H2SO4+HCl+HBr

【解析】I.(1). 根據(jù)Se的原子結(jié)構(gòu)示意圖可知,Se有四個電子層,最外層有6個電子,因電子層數(shù)等于周期數(shù)、最外層電子數(shù)等于主族序數(shù),所以Se元素位于元素周期表的第4周期第VIA族,故答案為:第4周期第VIA;

(2) A. 同一周期從左到右元素的非金屬性逐漸增強,同一主族從上到下元素的非金屬性逐漸減弱,則非金屬性S>P、S>Se,又因元素的非金屬性越強,其氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性越強,所以熱穩(wěn)定性H2S>PH3、H2S>H2Se,A錯誤;B. 非金屬性Cl>Br>Se,因非金屬性越強,其對應(yīng)陰離子的還原性越弱,則還原性:H2Se>HBr>HCl,B正確;C. 電子層數(shù)越多,離子半徑越大,則離子半徑Se2->Cl-,具有相同核外電子排布的離子,原子序數(shù)越大,離子半徑越小,則離子半徑Cl->K+,所以離子半徑:Se2->Cl->K+,故C正確;D. 最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性越強,元素的非金屬性越強,但HClO3、HBrO3、H2SeO3均不是該元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物,所以無法比較酸性強弱,故D錯誤;答案選BC;

II. (1). HX的生成反應(yīng)是放熱反應(yīng),則升高溫度,平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,由表中數(shù)據(jù)可知,K(t1)>K(t2),說明t2t1,故答案為:>;

(2). HX都是共價化合物,氫原子最外層電子與X原子最外層電子形成一對共用電子對,其形成過程可表示為:故答案為;

(3). F、Cl、Br、I屬于ⅦA族元素,同主族元素自上而下隨著核電荷數(shù)的增大,原子核外電子層數(shù)逐漸增多,導(dǎo)致原子半徑逐漸增大,因此原子核對最外層電子的吸引力逐漸減弱,從而導(dǎo)致非金屬性逐漸減弱,即這四種元素得到電子的能力逐漸減弱,所以HF鍵的極性最強,HI的極性最弱,因此HX共價鍵的極性由強到弱的順序是HF、HCl、HBr、HI,故答案為:HF、HCl、HBr、HI;

(4). 鹵素原子的最外層電子數(shù)均為7個,在反應(yīng)中均易得到1個電子而達到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),H原子最外層有一個電子,在反應(yīng)中也能得到1個電子而達到2電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),因此鹵素單質(zhì)與氫氣化合時易通過一對共用電子對形成化合物HX,故答案為:鹵素原子的最外層電子數(shù)都是7;

(5). 平衡常數(shù)越大,說明反應(yīng)越易進行,F. Cl、Br、I的得電子能力依次減小的主要原因是:同一主族元素從上至下原子核外電子層數(shù)依次增多,原子半徑逐漸增大,得電子能力逐漸減弱造成的,故答案為:同一主族元素從上至下原子核外電子層數(shù)依次增多

(6). a. K值越大,說明反應(yīng)的正向程度越大,即轉(zhuǎn)化率越高,故a正確;b. 反應(yīng)的正向程度越小,說明生成物越不穩(wěn)定,故b正確;而選項c、d都與K的大小無直接關(guān)系,故c、d錯誤;答案選ab;

(7). 不同鹵素原子之間可形成鹵素互化物,其性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相近,根據(jù)氯氣與二氧化硫反應(yīng)生成HCl和硫酸的原理可以推斷BrClSO2在水溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:BrCl+SO2+2H2O=H2SO4+HCl+HBr,故答案為:BrCl+SO2+2H2O=H2SO4+HCl+HBr。

型】
結(jié)束】
16

【題目】CH4超干重整CO2技術(shù)可得到富含CO的氣體,用于生產(chǎn)多種化工產(chǎn)品。該技術(shù)中的化學(xué)反應(yīng)為:CH4(g)+3CO2(g) 2H2O(g)+4CO(g) ΔH=+330kJ/mol

1下圖表示初始投料比n(CH4):n(CO2)1:31:4CH4的轉(zhuǎn)化率在不同溫度(T1、T2)下與壓強的關(guān)系。[注:投料比用a1、a2表示]

①a2=__________

②判斷T1T2的大小關(guān)系,并說明理由:__________。

2CH4超干重整CO2的催化轉(zhuǎn)化原理示意圖如下:

①過程Ⅰ,生成1mol H2時吸收123.5kJ熱量,其熱化學(xué)方程式是__________。

②過程Ⅱ,實現(xiàn)了含氫物種與含碳物種的分離。生成H2O(g)的化學(xué)方程式是__________

③假設(shè)過程Ⅰ和過程Ⅱ中的各步均轉(zhuǎn)化完全,下列說法正確的是__________。(填序號)

a.過程Ⅰ和過程Ⅱ中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)

b.過程Ⅱ中使用的催化劑為Fe3O4CaCO3

c.若過程Ⅰ投料,可導(dǎo)致過程Ⅱ中催化劑失效

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】A、B和C為短周期元素,原子序數(shù)依次減小,A的最低負化合價為﹣2,無最高正價,B是空氣中含量最高的元素,C最外層電子數(shù)與電子層數(shù)相等.回答下列問題:
(1)A、B和C分別為、(用元素名稱表示).
(2)由以上元素組成的化合物中,屬于離子化合物的是 , 屬于共價化合物的是 . (各寫一種即可)
(3)B的常見氣態(tài)氫化物的電子式為 , B的常見氣態(tài)氫化物與其最高價氧化物對應(yīng)的水化物反應(yīng)產(chǎn)物的陽離子含有(填化學(xué)鍵的種類),該離子氯化物的水溶液呈性,用離子方程式表示為

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某反應(yīng)2C(g)A(g)+2B(g)△H<0,下列判斷正確的是(  )
A.任何溫度下反應(yīng)均難以自發(fā)進行
B.任何溫度下反應(yīng)均可以自發(fā)進行
C.僅常溫下反應(yīng)可以自發(fā)進行
D.僅高溫下反應(yīng)可以自發(fā)進行

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】可用于治療胃酸過多的物質(zhì)是(

A.氫氧化鋁B.氯化鈉C.氯化鉀D.氫氧化鈉

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】食用花生油中含有油酸,油酸是一種不飽和脂肪酸,對人體健康有益,其分子結(jié)構(gòu)如圖所示.下列說法不正確的是 (
A.油酸的分子式為C18H34O2
B.油酸可與氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應(yīng)
C.1mol油酸可與2molH2發(fā)生加成反應(yīng)
D.1mol甘油可與3mol油酸發(fā)生酯化反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可由亞硫酸鈉和硫粉通過化合反應(yīng)制得:Na2SO3 + S Na2S2O3,常溫下溶液中析出晶體為Na2S2O35H2O。Na2S2O3·5H2O于40~45℃熔化,48℃分解;Na2S2O3易溶于水,不溶于乙醇。在水中有關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如下圖所示。

Ⅰ.現(xiàn)按如下方法制備Na2S2O35H2O:

將硫化鈉和碳酸鈉按反應(yīng)要求比例一并放入三頸燒瓶中,注入150mL蒸餾水使其溶解,在分液漏斗中,注入濃鹽酸,在裝置2中加入亞硫酸鈉固體,并按下圖安裝好裝置。

(1)儀器2的名稱為_________________,裝置6中可放入_____________________(填字母)。

A.BaCl2溶液 B.濃H2SO4 C.酸性KMnO4溶液 D.NaOH溶液

(2)打開分液漏斗活塞,注入濃鹽酸使反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化硫氣體較均勻的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中,并用磁力攪拌器攪動并加熱,反應(yīng)原理為:

①Na2CO3+SO2 =Na2SO3+CO2 ②Na2S+SO2+H2O=Na2SO3+H2S

③2H2S+SO2=3S↓+2H2O ④Na2SO3+SNa2S2O3

總反應(yīng)為:2Na2S+Na2CO3+4SO2= 3Na2S2O3+CO2

隨著二氧化硫氣體的通入,看到溶液中有大量淺黃色固體析出,繼續(xù)通二氧化硫氣體,反應(yīng)約半小時。當溶液中pH接近或不小于7時,即可停止通氣和加熱。溶液pH要控制不小于7理由是____________________________________(用離子方程式表示)。

Ⅱ.分離Na2S2O35H2O并標定溶液的濃度:

(3)為減少產(chǎn)品的損失,操作①為__________,操作②是抽濾洗滌干燥,其中洗滌操作是用_______(填試劑)作洗滌劑。

(4)蒸發(fā)濃縮濾液直至溶液呈微黃色渾濁為止,蒸發(fā)時為什么要控制溫度不宜過高______________________________。

(5)稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品配制成硫代硫酸鈉溶液,并用間接碘量法標定該溶液的濃度:用分析天平準確稱取基準物質(zhì)K2Cr2O7(摩爾質(zhì)量294g/mol)0.5880克。平均分成3份分別放入3個錐形瓶中,加水配成溶液,并加入過量的KI并酸化,發(fā)生下列反應(yīng):6I-+Cr2O72-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O,再加入幾滴淀粉溶液,立即用所配Na2S2O3溶液滴定,發(fā)生反應(yīng):I2+2S2O32-=2I-+S4O62-, 三次消耗Na2S2O3溶液的平均體積為20.00mL,則所標定的硫代酸鈉溶液的濃度為_______mol/L。

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