题目内容
15.某电镀铜厂有两种废水需要处理,一种废水中含有CN-离子,另一种废水中含有Cr2O72-离子.该厂拟定如图所示的废水处理流程.回答以下问题:
(1)步骤②发生反应的离子方程式可表示如下:
aCN-+bClO-+2cOH-═dCNO-+eN2↑+fCO32-+bCl-+cH2O
上述离子方程式可能的配平系数有多组,请回答:
①方程式中e:f的值为B(填选项标号).
A.1 B.$\frac{1}{2}$ C.2 D.不能确定
②若d=e=1,则b=6.
③若反应中转移0.6mol电子,则生成的气体在标况下的体积是1.12L.
(2)步骤③中反应时,每0.4molCr2O72-转移2.4mol的电子,该反应的离子方程式为:3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O
(3)查阅资料知含氰化物的废水破坏性处理方法是:
利用强氧化剂将氰化物氧化为无毒物质,如以TiO2为催化剂用NaClO将CN-离子氧化成CNO-,CNO-在酸性条件下继续与NaClO反应生成N2、CO2、Cl2等.取浓缩后含CN-离子的废水与过量NaClO溶液的混合液共200mL(设其中CN-的浓度为0.2mol•L-1)进行实验.
①写出CNO-在酸性条件下被NaClO氧化的离子方程式:2CNO-+6ClO-+8H+═N2↑+2CO2↑+3Cl2↑+4H2O
②若结果测得CO2的质量为1.408g,则该实验中测得CN-被处理的百分率为80%.
分析 (1)①由CN-离子中碳与氮原子之比为1:1,而碳氮转化为CNO-和N2以及CO32-,因为CNO-离子碳氮之比为1:1,所以N2和CO32-两微粒之比为1:2;
②若d=e=1,根据碳与氮原子之比为1:1,f=2,根据得失电子守恒解答;
③每生成1mol氮气转移12mol电子,据此求解转移0.6mol电子生成的气体体积;
(2)利用每0.4molCr2O72-转移2.4mol的电子来计算被还原后Cr元素的化合价,再书写离子方程式;
(3)①根据题意可知,酸性条件下CNO-与NaClO反应生成N2、CO2和Cl2,根据氧化还原反应配平;
②干燥管Ⅰ中碱石灰增重1.408g为二氧化碳的质量,根据碳元素守恒可知被处理的CN-的物质的量为n(CN-)=n(CO2),原溶液中CN-的物质的量为0.2L×0.2mol/L=0.04mol,据此计算.
解答 解:(1)①由CN-离子中碳与氮原子之比为1:1,而碳氮转化为CNO-和N2以及CO32-,以因为CNO-离子碳氮之比为1:1,所以N2和CO32-两微粒之比为1:2,所以e:f=1:2,
故答案为:B;
②反应aCN-+bClO-+2cOH-=dCNO-+eN2↑+fCO32-+bCl-+cH2O,若d=e=1,根据碳与氮原子之比为1:1,则f=2,由碳元素化合价升高1×2+2×2=6,氮元素化合价升高2×3=6,氯元素化合价降低为6,根据得失电子守恒得到b×2=12,b=6,故答案为:6;
③每生成1mol氮气转移12mol电子,若反应中转移0.6mol电子,则生成0.05mol氮气,则生成的气体在标况下的体积是V=n×Vm=0.05mol×22.4L/mol=1.12L,
故答案为:1.12L;
(2)每0.4molCr2O72-转移2.4mol的电子,设还原后Cr元素的化合价为x,则0.4mol×2×(6-x)=2.4mol,解得x=+3,则离子反应为3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O,
故答案为:3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O;
(3)①根据题意可知,酸性条件下CNO-与NaClO反应生成N2、CO2和Cl2,反应离子方程式为2CNO-+6ClO-+8H+═N2↑+2CO2↑+3Cl2↑+4H2O,
故答案为:2CNO-+6ClO-+8H+═N2↑+2CO2↑+3Cl2↑+4H2O;
②干燥管Ⅰ中碱石灰增重1.408g为二氧化碳的质量,物质的量为$\frac{1.408g}{44g/mol}$=0.032mol,根据碳元素守恒可知被处理的CN-的物质的量为n(CN-)=n(CO2)=0.032mol,原溶液中CN-的物质的量为0.2L×0.2mol/L=0.04mol,所以该实验中测得CN-被处理的百分率为$\frac{0.032mol}{0.04mol}$×100%=80%,
故答案为:80%.
点评 本题是一道注重了化学与实际生产的联系的综合知识题,考查利用氧化还原反应来实现废水的转化,涉及实验操作,氧化还原反应等,明确该反应中的生成物是解本题关键,结合原子守恒、转移电子守恒来分析解答,题目难度中等.
A. | CaCO3、Cu(HCO3)2、Cu2(OH)2CO3都属于碳酸盐 | |
B. | 盐酸、纯碱、醋酸钠和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物 | |
C. | 蓝矾(CuSO4•5H2O)和干冰属于化合物,铁矿石属于混合物 | |
D. | 通过化学反应,可由Ba(OH)2一步转化生成NaOH |
表一:硼酸在不同温度下的溶解度(s)
温度 | 20℃ | 40℃ | 60℃ | 100℃ |
溶解度(s) | 5.0g | 8.7g | 14.8g | 40.2g |
金属阳离子 | Fe3+ | Al3+ | Fe2+ | Mg2+ |
pH | 3.0 | 5.2 | 9.7 | 12.4 |
(2)除杂操作过程中加入MgO调节溶液pH的目的除去溶液中的Al3+、Fe3+杂质;
(3)“浸取”后,采用“热过滤”的目的是防止温度下降时H3BO3从溶液中析出,浸出渣的成分SiO2、CaSO4;
(4)根据题中所给条件计算Fe(OH)3的Kap值1×10-38;
(5)“母液”可用于回收硫酸镁,已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如图2所示,且溶液的沸点随压强增大而升高.为了从“母液”中充分回收 MgSO4.H2O,应采取的操作是a.
a.加压升温结晶b.降温结晶c.蒸发结晶.
A. | ① | B. | ①⑤ | C. | ①④⑤ | D. | ①③④⑤ |
A. | 铝与铝合金-比较硬度 | B. | 用水区别氯化钠和硝酸铵固体 | ||
C. | 用燃烧的方法区别羊毛和涤纶 | D. | 用燃着的木条鉴别氮气与二氧化碳 |