题目内容
【题目】利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下图所示：
其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋。
（1）实验室用18.4 mol·L－1的浓硫酸配制240 mL 4.8 mol·L－1的硫酸溶液，需量取浓硫酸__________mL；配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯、胶头滴管和玻璃棒外，还需____________。
（2）“酸浸”时，为了提高浸取率可采取的措施有__________________。
（3）H2O2的作用是将“滤液Ⅰ”中的Cr3＋转化为Cr2O72-，写出此反应的离子方程式：___________________。
（4）常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表所示：
阳离子 | Fe3＋ | Mg2＋ | Al3＋ | Cr3＋ |
开始沉淀时的pH | 2.7 | — | — | — |
沉淀完全时的pH | 3.7 | 11.1 | 5.4(>8溶解) | 9(>9溶解) |
加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr2O72-转化为CrO42-。过滤后“滤液Ⅱ”中的阳离子主要有Na＋、Ca2＋、Mg2＋，但溶液的pH不能超过8，其理由是__________________。
（5）钠离子交换树脂的反应原理为Mn＋＋nNaR===MRn＋nNa＋，利用钠离子交换树脂除去“滤液Ⅱ”中的金属阳离子是________(填离子符号)。
（6）写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式：___________________。
【答案】65.2 250mL容量瓶 升高温度(加热)、搅拌(任选一点，或其他合理答案) 2Cr3＋＋3H2O2＋H2O===Cr2O72-＋8H＋ pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO2-，最终影响Cr(Ⅲ)的回收与再利用 Ca2＋、Mg2＋ 3SO2＋2Na2CrO4＋12H2O===2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋Na2SO4＋2NaOH
【解析】
（1）应配制溶液的体积为250mL，根据稀释定律，求出需量取浓硫酸的体积；
依据溶液配制的步骤和过程分析所用到的仪器；
（2）酸浸时溶解物质，为了提高浸取率，可以升高温度增大物质溶解度，增大接触面积增大反应速率，或加快搅拌速度等。
（3）双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，Cr3＋有还原性，Cr3＋能被双氧水氧化为高价离子，依据氧化还原反应电子守恒、原子守恒配平书写离子方程式；
（4）硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2+和Mg2＋，加入过氧化氢氧化铬离子为Cr2O72-，加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr2O72-转化为CrO42-，溶液pH=8，Fe3＋、Al3＋沉淀完全，滤液Ⅱ中主要阳离子为Na＋、Ca2＋、Mg2＋；pH超过8时，氢氧化铝是两性氢氧化物会溶解于强碱溶液中，影响铬离子的回收利用。
（5）根据框图转化关系可知，滤液Ⅱ中主要阳离子为Na＋、Ca2＋、Mg2＋，钠离子交换树脂就是对滤液Ⅱ进行离子交换，交换的离子是Ca2＋和Mg2＋。
（6）SO2具有还原性，被滤液Ⅱ中通过离子交换后的溶液中的Na2CrO4氧化为H2SO4，Na2CrO4被还原为Cr(OH)(H2O)5SO4，水溶液中生成NaOH溶液和H2SO4反应生成Na2SO4据此写出化学方程式。
（1）应配制溶液的体积为250mL，根据稀释定律，稀释前后溶质的物质的量不变，来计算浓硫酸的体积，设浓硫酸的体积为xmL，所以xmL×18.4mol/L=250mL×4.8mol/L，解得：x=65.2mL；
依据溶液配制的步骤和过程分析所用到的仪器，主要仪器应有配制溶液的容量瓶和定容需要的胶头滴管，配制一定物质的量浓度的溶液所需的玻璃仪器有：量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶和胶头滴管，题中给出信息要配制250mL硫酸溶液，故容量瓶应选用250mL容量瓶。
故答案为：65.2 ；250mL容量瓶；
（2）酸浸时溶解物质，为了提高浸取率，可以升高温度增大物质溶解度，增大接触面积增大反应速率，或加快搅拌速度等。
故答案为：升高温度(加热)、搅拌(任选一点，或其他合理答案)；
（3）双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，Cr3＋有还原性，Cr3＋能被双氧水氧化为高价离子，以便于与杂质离子分离，依据氧化还原反应电子守恒、原子守恒配平书写离子方程式：2Cr3＋＋3H2O2＋H2O===Cr2O72-＋8H＋；
故答案为：2Cr3＋＋3H2O2＋H2O===Cr2O72-＋8H＋；
（4）硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2+和Mg2＋，加入过氧化氢氧化铬离子为Cr2O72-，加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr2O72-转化为CrO42-，溶液pH=8，Fe3＋、Al3＋沉淀完全，滤液Ⅱ中主要阳离子为Na＋、Ca2＋、Mg2＋；pH超过8时，氢氧化铝是两性氢氧化物会溶解于强碱溶液中，影响铬离子的回收利用。
故答案为：pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO2-，最终影响Cr(Ⅲ)的回收与再利用；
（5）根据框图转化关系可知，滤液Ⅱ中主要阳离子为Na＋、Ca2＋、Mg2＋，钠离子交换树脂就是对滤液Ⅱ进行离子交换，交换的离子是Ca2＋和Mg2＋。
故答案为：Ca2＋、Mg2＋；
（6）SO2具有还原性，被滤液Ⅱ中通过离子交换后的溶液中的Na2CrO4氧化为H2SO4，Na2CrO4被还原为Cr(OH)(H2O)5SO4，水溶液中生成NaOH溶液和H2SO4反应生成Na2SO4，该反应方程式表面上看十分复杂，其实只需运用原子守恒法即可配平该反应方程式：
3SO2＋2Na2CrO4＋12H2O===2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋Na2SO4＋2NaOH，
故答案为：3SO2＋2Na2CrO4＋12H2O===2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋Na2SO4＋2NaOH。
【题目】某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：
时间（min） | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氢气体积（mL）(标况下) | 50 | 120 | 232 | 290 | 310 |
⑴ 哪一时间段（指①0～1、②1～2、③2～3、④3～4、⑤4～5 min，下同）反应速率最大______ (填序号，下同），原因是_____________________________ 。
⑵ 哪一段时段的反应速率最小______，原因是________________________。
⑶ 求2～3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率（设溶液体积不变，不要求写出计算过程）_________________ 。
⑷ 如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液： A..蒸馏水 B.KNO3溶液 C. NaCl溶液 D.CuSO4溶液
你认为可行的是（填编号） _______________________ 。
【题目】二氯化二硫(S2Cl2)是一种黄红色液体，有刺激性、窒息性恶臭。生产中使用它作橡胶的低温硫化剂和黏结剂。向熔融的硫中通入限量氯气即可生成S2Cl2，进一步氯化可得SCl2。S2Cl2、SCl2的某些性质如下表所示：
水溶性 | 密度(g/cm3) | 熔点 | 沸点 | |
S2Cl2 | 空气中发烟雾，遇水即水解 | 1.687 | －76 ℃ | 138 ℃ |
SCl2 | 溶于水且剧烈反应 | 1.621 | －122 ℃ | 59 ℃ |
实验室可用如图所示装置制备少量S2Cl2。请回答下列问题：
（1）已知S2Cl2分子中各原子最外层均满足8电子稳定结构，则S2Cl2的电子式为__________。
（2）从上图所示装置中选用某一装置制取Cl2，发生反应的离子方程式为__________。
（3）欲得到较纯净的S2Cl2，上述仪器装置的连接顺序为：
e→______→_____→______→______→______→______→a→b→______→_______(按气流方向填小写字母代号)。
（4）仪器D的名称是__________，D中碱石灰的作用是__________。
（5）为了获得更纯净的S2Cl2，需要对产品进行的操作是_______。
（6）若将S2Cl2放入水中同时产生沉淀和气体，写出反应的化学方程式：__________；该反应中被氧化和被还原的元素的质量之比为______。
