题目内容

某厂废水中含5.00×10－3 mol·L－1的Cr2O，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为＋3、＋2)，设计了如下实验流程：

（1）第①步反应的离子方程式是________________________________________________。
（2）第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外，还有__________。
（3）欲使1 L该废水中的Cr2O72-完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。理论上需要加入________g FeSO4·7H2O。

（1）Cr2O72-＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
（2）Fe(OH)3、Fe(OH)2
（3）13.9

解析

练习册系列答案
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某工厂排出的污水中含有大量的Fe2＋、Zn2＋、Hg2＋三种金属离子。以下是某化学研究性学习小组的同学设计除去污水中的金属离子，并回收绿矾、皓矾(ZnSO4·7H2O)和汞的方案。
【药品】NaOH溶液、硫化钠溶液、硫化亚铁、稀硫酸、铁粉
【实验方案】

【问题探究】
(1)步骤Ⅱ所发生反应的离子方程式为                                。
(2)步骤Ⅲ中抽滤的目的是           ，该步骤产生Fe(OH)3的反应的离子方程式为                                         。
(3)步骤Ⅵ中得到硫酸锌溶液的离子方程式为                                                               。
(4)欲实现步骤Ⅴ，需加入的试剂有       、       ，所涉及的主要操作依次为                                                         。
(5)步骤Ⅳ常用的方法是       ，该步骤是否对环境有影响？       (填“是”或“否”)，如有影响，请你设计一个绿色环保方案来实现步骤Ⅳ的反应：                                                            。
(6)该研究小组的同学在强碱溶液中，用次氯酸钠与Fe(OH)3反应获得了高效净水剂Na2FeO4，该反应的离子方程式为                             。

现有S2－、NH4＋、Na＋、(SO4)2－、Fe3、ClO－等离子，请按要求填空：
（1）在水溶液中，该离子水解呈碱性的是__________。
（2）在水溶液中，该离子水解呈酸性的是_________。
（3）不能在酸性较强的溶液里大量存在的离子有_________。
（4）既能在酸性较强的溶液里大量存在，又能在碱性较强的溶液里大量存在的离子有__________。

Ⅰ.铁盐、亚铁盐是实验室常用的药品。
请根据题意，完成下列填空：
(1)向酸化的FeCl3溶液中逐滴加入KI溶液，溶液变成棕褐色。该反应的离子方程式为________________。
(2)向酸化的FeSO4溶液中加几滴硫氰化钾溶液，没有什么明显变化，再滴加双氧水，溶液变血红色。继续滴加双氧水，血红色逐渐褪去，且有气泡产生。
写出上述变化中，有关反应的离子方程式：
①____________________________________；
②Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3；
③11H2O2＋2SCN－=2SO42—＋2CO2↑＋N2↑＋10H2O＋2H＋
若生成1 mol N2，H2O2和SCN－的反应中转移电子的物质的量是________ mol。
(3)根据以上实验，推断Fe2＋、I－和SCN－的还原性由强到弱的顺序为________。
Ⅱ.某课题组利用Fe粉和KNO3溶液反应，模拟地下水脱氮过程，探究脱氮原理。
(4)实验前：①先用0.1 mol·L－1 H2SO4洗涤Fe粉，其目的是__________，然后用蒸馏水洗涤至中性；②将KNO3溶液的pH调至2.5；③为防止空气中的O2对脱氮的影响，应向KNO3溶液通入________(写化学式)。
(5)如图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前该反应生成的阳离子分别是________、________。t1时刻后，该反应仍在进行，溶液中NH4+的浓度在增大，Fe2＋的浓度却没有增大，可能的原因是__________________。

工业上用粉碎的煤矸石(主要含Al2O3、SiO2及铁的氧化物)制备净水剂BAC[Al2(OH)nCl6－n]的流程如下：
 
(1)粉碎煤矸石的目的是__________________________________________________；
滤渣Ⅰ的主要成分是________(填化学式)。
(2)步骤①在煮沸的过程中，溶液逐渐由无色变为绿色，此时溶液中的有色离子为_____
________(填化学式)；随后溶液又变为棕黄色，相关反应的离子方程式为_________；步骤①的煮沸装置上方需安装一长导管，长导管的作用是__________________________。
(3)步骤②中加入适量的Ca(OH)2并控制pH，其目的：一是生成BAC；二是________
_______________________；已知BAC的分散质粒子大小在1～100 nm之间，由此区别滤液Ⅰ与BAC两种液体的物理方法是________________________；若Ca(OH)2溶液过量，则步骤③得到的BAC产率偏低，写出该反应的离子方程式：_______________________
(4)若0.1 mol AlCl3在某温度下溶于蒸馏水，当有5%水解生成Al(OH)3溶液时，吸收热量a kJ。写出该过程的热化学方程式：____________________________________。

某地煤矸石经预处理后含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：

（1）“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为_____________、_________________。
（2）“酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有_____________、___________。（写出两个）
（3）物质X的化学式为___________。“碱溶”时反应的离子方程式为____________。
（4）已知Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4。为了获得产品Al（OH） 3，从煤矸石的盐酸浸取液开始，若只用CaCO3一种试剂，后续操作过程是____________________。
（5）以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向AlCl3溶液中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl3·6H2O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：_______________________。

有A、B、C、D、E五种常见化合物，都是由下表中的离子形成的：

阳离子
 K+、Na+、Al3+、Cu2+
阴离子
OH－、HCO3－、NO3－、SO42－
 
为了鉴别上述化合物。分别完成以下实验，其结果是：
①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，其他均为无色溶液；
②将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀完全溶解；
③进行焰色反应，B、C为紫色(透过蓝色钴玻璃)，A、E为黄色；
④在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，A中放出无色气体，C、D中产生白色沉淀，B中无明显现象。
⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成．
根据上述实验填空：
（1）写出B、C的化学式：B               ；  C             。
（2）写出过量E滴人到C溶液中的离子反应方程式                        。
（3）将含1 mol A的溶液与含1 mol E的溶液反应后蒸干，仅得到一种化合物，该化合物的化学式为              。
（4）在A溶液中加澄清石灰水，其离子方程式为                      。
（5）上述五种化合物中有一种是常用作净水剂，其净水原理是：                           （请结合方程式及必要的文字进行叙述）。

二氧化氯（ClO2）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂，而且与Cl2相比不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。制备ClO2有下列两种方法：
方法一：2 NaClO3 + 4 HCl＝2 ClO2↑+ Cl2↑+ 2 NaCl + 2 H2O
方法二：2 NaClO3 + H2O2 + H2SO4＝2 ClO2↑+ O2↑+2 Na2SO4 + 2 H2O
（1）方法一的离子方程式为         。
（2）方法二中被氧化的物质是              ，若反应中有0.1mol电子转移，则产生的ClO2气体在标准状况下的体积为          L。
（3）与方法一比较，用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒，其主要原因是        。

按要求准确表达下列变化过程中的化学用语，其中（1）~（3）写化学方程式，（4）~（5）写离子方程式。
（1）铁丝在氯气中燃烧                 。 （2）能体现SO2氧化性                  。
（3）镁在二氧化碳中燃烧                    。（4）NaOH溶液与NaHCO3溶液反应          。                                          
（5）用氯化铁溶液刻画电路板                。

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