题目内容
【题目】已知：2-硝基-1，3-苯二酚是橘黄色固体，易溶于水、溶液呈酸性，沸点为88℃，是重要的医药中间体。实验室常以间苯二酚为原料分以下三步合成：
具体实验步骤如下：
①磺化：称取5.5g碾成粉状的间苯二酚放入烧杯中，慢慢加入浓硫酸并不断搅拌，控制温度为60~65℃约15min。
②硝化：将烧杯置于冷水中冷却后加入混酸，控制温度(25±5) ℃左右继续搅拌15min。
③蒸馏：将反应混合物移入圆底烧瓶B中，小心加入适量的水稀释，再加入约0.1g尿素，然后用下图所示装置进行水蒸气蒸馏；将馏出液冷却后再加入乙醇-水混合剂重结晶。
回答下列问题：
（1）实验中设计Ⅰ、Ⅲ两步的目的是__________。
（2）烧瓶A中玻璃管起稳压作用，既能防止装置中压强过大引起事故，又能_______
（3）步骤②的温度应严格控制不超过30℃，原因是_____________。
（4）步骤③所得2-硝基-1，3-苯二酚中仍含少量杂质，可用少量乙醇-水混合剂洗涤。请设计简单的实验证明2-硝基-1，3-苯二酚已经洗涤干净：______________。
（5）本实验最终获得1.0g橘黄色固体，则2-硝基-1，3-苯二酚的产率约为____。
【答案】 避免副产物的产生 防止压强过小引起倒吸 温度较高时硝酸易分解(酚易氧化)，产率过低 取最后一次洗涤滤液少量，滴加BaCl2溶液，若无沉淀产生，证明已经洗涤干净 12.9%
【解析】（1）由间苯二酚与2-硝基-1，3-苯二酚结构可知，后者是在前者的两个酚羟基中间引入-NO2，若直接硝化，则可能取代-NO2两个酚羟基的邻、对位上的氢，有3个位置，设计Ⅰ、Ⅲ利用-HSO3占据2个位置，则引入-NO2时只进入1个位置，因此这两步的目的是避免副产物的产生；（2）烧瓶A中玻璃管起稳压作用，既能防止装置中压强过大引起事故，又能防止压强过小引起倒吸；（3）温度高于30℃可能引起的结果：硝酸易分解、酚羟基易被氧化及有副反应发生，产率过低；（4）产物所含杂质为H2SO4和HNO3，注意不能检验pH，因为2-硝基-1，3-苯二酚呈酸性，所以只能检验SO42-，实验证明2-硝基-1，3-苯二酚已经洗涤干净的实验为：取最后一次洗涤滤液少量，滴加BaCl2溶液，若无沉淀产生，证明已经洗涤干净；（5）本实验最终获得1.0g橘黄色固体，则2-硝基-1，3-苯二酚的产率约为： 
×100%
12.9%。
【题目】重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。
（Ⅰ）某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，且酸性较强。为回收利用，通常采用如下流程处理：
注：部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表。
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 | Al(OH)3 | Cr(OH)3 |
pH | 3.7 | 9.6 | 11.1 | 8 | 9(＞9溶解) |
（1）氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是________（填序号）。
A.Na2O2 B.HNO3 C.FeCl3 D.KMnO4
（2）加入NaOH溶液调整溶液pH=8时，除去的离子是___（填序号）；已知钠离子交换树脂的原理：Mn++nNaRMRn+nNa+，此步操作被交换除去的杂质离子___（填序号）。
A.Fe3+ B.Al3+ C.Ca2+ D.Mg2+
（3）在还原过程中，每消耗172.8gCr2O72- 转移4.8mole-，则还原过程中该反应离子方程式为____。（已知在氧化过程中Cr3+转化为Cr2O72- ）
（Ⅱ）酸性条件下，铬元素主要以Cr2O72-形式存在，工业上常用电解法处理含Cr2O72-的废水。实验室利用如图装置模拟处理该废水，阳极反应是Fe-2e-
Fe2+，阴极反应式是2H++2e-
H2↑。
（1）电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？______（填“能”或“不能”），理由是_____。
（2）电解时阳极附近溶液中转化为Cr3+的离子方程式为___________________。
（3）上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从其对水的电离平衡影响角度解释其原因______________________。
（4）若溶液中初始含有0.1mol Cr2O72-，则生成的阳离子全部转化成沉淀的质量是_______g。
