Question

【题目】含有K2Cr2O7的废水具有较强的毒性，工业上常用钡盐沉淀法处理含有K2Cr2O7的废水并回收重铬酸，具体的流程如下：

已知：CaCr2O7、BaCr2O7易溶于水，其它几种盐在常温下的溶度积常数如下表所示。

物质	CaSO4	CaCrO4	BaCrO4	BaSO4
溶度积	9.1×10-6	2.30×10-2	1.17×10-10	1.08×10-10

（1）用离子方程式表示K2Cr2O7溶液中同时存在K2CrO4的原因（将离子方程式补充完整）：

+__________=+__________。____________

（2）向滤液1中加入BaCl2·2H2O的目的，是使从溶液中沉淀出来。

①结合上述流程说明熟石灰的作用：__________。

②结合表中数据，说明选用Ba2+而不选用Ca2+处理废水的理由：__________。

③研究温度对沉淀效率的影响。实验结果如下：在相同的时间间隔内，不同温度下的沉淀率，如下图所示。

已知：BaCrO4(s) Ba2+(aq)+ ΔH>0

的沉淀效率随温度变化的原因是__________。

（3）向固体2中加入硫酸，回收重铬酸。

①硫酸浓度对重铬酸的回收率如下图所示。结合化学平衡移动原理，解释使用0.450mol/L的硫酸时，重铬酸的回收率明显高于使用0.225mol/L的硫酸的原因：__________。

②回收重铬酸的原理如图所示。当硫酸浓度高于0.450mol/L时，重铬酸的回收率没有明显变化，其原因是__________。

（4）综上所述，沉淀BaCrO4并进一步回收重铬酸的效果与__________有关。

【答案】 1 H2O 2 2 H+ 沉淀；调节溶液pH，使转化为而沉淀 BaCrO4比CaCrO4更难溶，可以使沉淀更完全 温度升高，沉淀速率加快 c(H2SO4)增大，则c()增大，与Ba2+生成沉淀，促进BaCrO4(s) Ba2+(aq)+ (aq)ΔH>0平衡右移，c()增大；同时，c(H+)也增大，共同促进+H2O +2H+平衡左移，有利于生成更多的H2Cr2O7 BaSO4与BaCrO4溶解度接近，c(H2SO4)越大，越有利于生成BaSO4，包裹在BaCrO4外，使其难于接触H2SO4，阻碍重铬酸生成 受到溶液pH、温度、H2SO4浓度、BaCrO4颗粒大小等影响

【解析】含有K2Cr2O7的废水同时含有SO42，加入适量熟石灰过滤得到的固体1为硫酸钙和滤液1，向滤液1中加入BaCl22H2O的目的是使CrO42从溶液中沉淀出来，过滤得到固体2为BaCrO4，滤液2检测CrO42含量达标，向固体2中加入硫酸，回收重铬酸，同时生成固体3为硫酸钡沉淀。

(1). K2Cr2O7溶液中同时存在K2CrO4的原因是重铬酸根离子在水溶液中存在化学平衡生成铬酸根离子和氢离子，反应的离子方程式为Cr2O72+H2O2CrO42+2H+，故答案为：1、H2O、2、2、H+；

(2). ①. 根据表中物质的溶度积常数可知，熟石灰的作用是沉淀硫酸根离子，调节溶液pH使Cr2O72转化为CrO42而沉淀，故答案为：沉淀SO42－，调节溶液pH，使Cr2O72转化为CrO42而沉淀；

②. 根据表中数据可知，BaCrO4比CaCrO4更难溶，所以选用Ba2+处理废水可以使CrO42沉淀更完全，故答案为：BaCrO4比CaCrO4更难溶，可以使CrO42沉淀更完全；

③. 根据图象可知，CrO42的沉淀率随温度升高增大，沉淀速率加快，故答案为；温度升高，沉淀速率加快；

(3). ①. c(H2SO4)增大，则c(SO42－)增大，与Ba2+生成沉淀，促使BaCrO4(s) Ba2+(aq)+CrO42(aq)平衡右移，使c(CrO42)增大，同时c(H+)也增大，共同促使Cr2O72+H2O2CrO42+2H+平衡左移，可以生成更多的H2Cr2O7，故答案为：c(H2SO4)增大，则c(SO42－)增大，与Ba2+生成沉淀，促使BaCrO4(s) Ba2+(aq)+CrO42(aq)平衡右移，c(CrO42)增大，同时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. 根据表中各物质的溶度积常数可知，BaSO4与BaCrO4溶解度比较接近，c(H2SO4)越大，越有利于生成BaSO4，包裹在BaCrO4外，使其难与H2SO4接触，阻碍重铬酸生成，故答案为：BaSO4与BaCrO4溶解度接近，c(H2SO4)越大，越有利于生成BaSO4，包裹在BaCrO4外，使其难于接触H2SO4，阻碍重铬酸生成；

(4). 根据上述分析可知，沉淀BaCrO4并进一步回收重铬酸的效果与温度、浓度、溶液pH、硫酸浓度、沉淀颗粒等有关，受到溶液pH、温度、H2SO4浓度、BaCrO4颗粒大小等因素的影响，故答案为：受到溶液pH、温度、H2SO4浓度、BaCrO4颗粒大小等影响。

【题型】综合题
【结束】
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【题目】以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。

实验	试剂		现象
	滴管	试管
	0.2mol·L-1Na2SO3溶液	饱和Ag2SO4溶液	Ⅰ．产生白色沉淀
		0.2mol·L-1CuSO4	Ⅱ．溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀
		0.1mol·L-1Al2(SO4)3溶液	Ⅲ．开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀

（1）经验检，现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象Ⅰ：__________。

（2）经检验，现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含，含有Cu+、Cu2+和。

已知：Cu+Cu+Cu2+，Cu2+CuI↓(白色)+I2。

①用稀硫酸证实沉淀中含有Cu+的实验现象是__________。

②通过下列实验证实，沉淀中含有Cu2+和。

a．白色沉淀A是BaSO4，试剂1是__________。

b．证实沉淀中含有Cu2+和的理由是__________。

（3）已知：Al2(SO3)3在水溶液中不存在。经检验，现象Ⅲ的白色沉淀中无，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液褪色。

①推测沉淀中含有亚硫酸根和__________。

②对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设：

i．Al(OH)3所吸附；

ii．存在于铝的碱式盐中。对假设ii设计了对比实验，证实了假设ii成立。

a．将对比实验方案补充完整。

步骤一：

步骤二：__________（按上图形式呈现）。

b．假设ii成立的实验证据是__________。

（4）根据实验，亚硫酸盐的性质有__________。盐溶液间反应的多样性与__________有关。

Answer 1

【答案】 2Ag++===Ag2SO3↓ 有红色固体生成 HCl溶液和BaCl2溶液 在I-的作用下，Cu2+转化为白色沉淀CuI， 转化为 Al3+、OH- V1明显大于V2 亚硫酸盐的溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性 两种盐溶液中阴阳离子的性质和反应条件

【解析】(1). 实验Ⅰ中0.2mol/LNa2SO3溶液滴入饱和Ag2SO4溶液，由于Ag2SO4是饱和溶液且溶液混合后稀释，因此不可能是Ag2SO4沉淀，考虑到SO32浓度较大，因此推断白色沉淀为Ag2SO3，反应的离子方程式为：2Ag++SO32=Ag2SO3↓，故答案为：2Ag++SO32=Ag2SO3↓；

(2). ①. 因Cu+和稀硫酸反应生成铜和铜离子，若沉淀中含有Cu+，加入稀硫酸会发生歧化反应生成铜单质，实验现象是有红色固体生成，故答案为：有红色固体生成；

②. a.分析实验流程可知，实验原理为2Cu2++4I=2CuI↓+I2、I2+SO32+H2O=SO42+2I+2H+、SO42+Ba2+=BaSO4↓，根据BaSO4沉淀可知，加入的试剂为含Ba2+的化合物，可以选用BaCl2溶液，考虑沉淀A没有BaSO3，因此应在酸性环境中，故答案为：HCl溶液和BaCl2溶液；

b. 由白色沉淀A可知，之前所取上层清液中有SO42，由加入KI生成白色沉淀可知棕黄色沉淀中含有Cu2+，Cu2+和I作用生成CuI白色沉淀，由加淀粉无现象说明上层清液中无I2，而Cu2+和I反应生成I2，因而推断生成的I2参与了其他反应，因而有还原剂SO32，故答案为：在I-的作用下，Cu2+转化为白色沉淀CuI，SO32转化为SO42；

(3). ①. 根据题意知实验Ⅲ的白色沉淀中无SO42，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液褪色，可以推测沉淀中含有铝离子和氢氧根离子，可使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为存在具有还原性的亚硫酸根离子，故答案为：Al3+、OH-；

②. a. 根据假设可知实验的目的是证明产生的沉淀是Al(OH)3还是铝的碱式盐，给定实验首先制备出现象Ⅲ中的沉淀，然后采用滴加NaOH溶液，因此对比实验首先要制备出Al(OH)3沉淀，然后滴加NaOH溶液，若两者消耗的NaOH体积相同，则现象Ⅲ中的沉淀就是Al(OH)3沉淀，若两者消耗的NaOH体积不同，则现象Ⅲ中的沉淀考虑是铝的碱式盐，故步骤二的实验方案为：；

b. 根据上述分析可知，假设ii成立的实验证据是 V1明显大于V2，故答案为： V1明显大于V2；

（4）.根据实验可知，亚硫酸盐具有还原性、水解使溶液呈碱性；根据题目，该实验探究的是亚硫酸钠溶液和不同金属的硫酸盐溶液反应，所以盐溶液间反应的多样性与盐的性质和溶液的酸碱性等反应条件有关，故答案为：亚硫酸盐的溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性； 两种盐溶液中阴阳离子的性质和反应条件。