题目内容
9.云南省曲靖的铬渣污染经媒体报道后,铬污染再次引起人们的关注.利用化学原理可以对工厂排放的含铬废水、铬渣等进行有效处理.I.含铬废水的处理:某企业排放的含铬废水中含有较多毒性较大的Cr2O72-,某研究性学习小组为了变废为宝,将废水处理得到金属铬,设计了如下的工艺流程.
(1)加酸调节到pH=6,则用pH试纸测定溶液pH的操作是:将一小块PH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液,滴在PH试纸上,静置几秒,再与比色卡对比.
(2)在含Cr2O72-废水中存在着平衡:Cr2O72-+H2O═2CrO42-+2H+,请写出该平衡的平衡常数表达式k=$\frac{[Cr{{O}_{4}}^{2-}]^{2}•[{H}^{+}]^{2}}{[C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-}]}$,若继续加水稀释,平衡将正向移动(填“正向”、“逆向”“不”).
(3)请写出通入SO2时发生的离子反应:Cr2O72-+2H++3SO2═2Cr3++3SO42-+H2O.
(4)写出加入铝粒时发生反应的化学方程式2Al+Cr2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Cr,该反应是焓减小(填“增加”或“减少”)反应.
Ⅱ.铬渣的处理
铬渣烧结炼铁法:铬渣中约含有55%的氧化钙和氧化镁,此外还含有15%左右的氧化铁,这些都是炼铁所需的成份.少量的铬渣代替消石灰同铁矿粉、煤粉混合,经烧结后送入高炉冶炼,六价铬还原为三价铬或金属铬,金属铬熔入铁水,而其它成分熔入熔渣.炼铁可使铬渣彻底解毒并充分利用,是铬渣治理的良好方法之一.
碱性溶液还原法:直接在碱性铬渣中加入硫化钠等进行六价铬的还原反应,形成Cr(OH)3沉淀后,过滤回收铬污泥.
(5)铬渣烧结炼铁法中煤粉的作用是为高炉冶炼过程提供热源;燃烧后生成的CO是高炉冶炼过程的还原剂;还起到高温填料的作用(写两点即可).(写两点)
(6)请配平碱性溶液还原法中发生的离子反应:□Cr2O72-+□S2-+□H2O═□Cr(OH)3+□S2O32-+□OH-.
分析 (1)在测定PH值时,不能湿润、稀释,需要用干燥结晶的玻璃棒;
(2)根据化学平衡常数的定义可解;加入水稀释,平衡向电离方向移动;
(3)二氧化硫与Cr2O72-离子发生氧化还原反应生成SO42-离子和Cr3+离子;
(4)Al具有强还原性,能够将Cr从其氧化物中还原出来,铝热反应是放热反应;
(5)煤粉燃烧后生成的CO是高炉冶炼过程的还原剂,为高炉冶炼过程提供热源等;
(6)Cr2O72-→Cr3+,S2-→S2O32-,根据电子转移守恒配平.
解答 解:(1)在测定PH值时,不能湿润、稀释,正确的是将一小块PH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液,滴在PH试纸上,静置几秒,再与比色卡对比;
故答案为:将一小块PH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液,滴在PH试纸上,静置几秒,再与比色卡对比;
(2)根据化学平衡常数的定义,可知Cr2O72-(aq)+H2O(l)?2CrO42-(aq)+2H+(aq)的平衡常数K=$\frac{[Cr{{O}_{4}}^{2-}]^{2}•[{H}^{+}]^{2}}{[C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-}]}$;
加入水稀释,平衡向电离方向移动,左边的离子稀释为1,右边的离子系数为3,加水平衡正向移动;
故答案为:$\frac{[Cr{{O}_{4}}^{2-}]^{2}•[{H}^{+}]^{2}}{[C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-}]}$;正向;
(3)重铬酸根具有强氧化性,能将二氧化硫中+4价的硫氧化为+6价,离子反应为:Cr2O72-+2H++3SO2═2Cr3++3SO42-+H2O,
故答案为:Cr2O72-+2H++3SO2═2Cr3++3SO42-+H2O;
(4)根据铝热反应的概念,铝与氧化铬在高温下生成铬和氧化铝,反应方程式为2Al+Cr2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Cr;铝热反应是放热反应,焓减小,
故答案为:2Al+Cr2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Cr;减小;
(5)少量的铬渣代替消石灰同铁矿粉、煤粉混合,经烧结后送入高炉冶炼,煤粉的作用煤粉燃烧后生成的CO是高炉冶炼过程的还原剂,为高炉冶炼过程提供热源,还起到高温填料的作用(写两点即可),
故答案为:为高炉冶炼过程提供热源;燃烧后生成的CO是高炉冶炼过程的还原剂;还起到高温填料的作用(写两点即可);
(6)Cr2O72-→Cr3+,1molCr2O72-获得电子物质的量为1mol×2×(6-3)=6mol,S2-→S2O32-,2molS2-失去电子物质的量为1mol×2×[2-(-2)]=8mol,根据电子转移守恒,最小公倍数为24,所以发生的离子反应为:4Cr2O72-+6S2-+19H2O═8Cr(OH)3↓+3S2O32-+14OH-,
故答案为:4、6、19、8、3、14.
点评 本题考查了PH值测定、化学平衡常数的计算以及Ksp的有关计算、含铬废水、铬渣处理等内容,侧重于分析应用能力的考查,有利于培养学生良好的科学素养,提高学习的积极性,注意把握物质的性质,根据物质的性质和工业流程解答,题目难度中等.
A. | 150mL 1mol/L氯化钠溶液 | B. | 75mL 2mol/L氯化镁溶液 | ||
C. | 150mL 1.5mol/L氯化钾溶液 | D. | 75mL 1mol/L氯化铁溶液 |
①2NO2(g)+NaCl(s)═NaNO3(s)+ClNO(g)△H1<0 平衡常数K1
②2NO(g)+Cl2(g)═2ClNO(g)△H2<0 平衡常数K2
10min时反应达到平衡,测得容器内体系的压强减少20%,10min内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)═7.0×10-3mol•L•min-1.
下列说法正确的是( )
A. | 反应4NO2(g)+2NaCl(s)═2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数$\frac{{{k}_{1}}^{2}}{{k}_{2}}$ | |
B. | 平衡后c(Cl2)=2.5×10-2mol•L-1 | |
C. | 其他条件保持不变,反应在恒压条件下进行,则平衡常数K2增大 | |
D. | 平衡时NO2的转化率为50% |
A. | HA是弱酸 | B. | HA的电离方程式为HA═H++A- | ||
C. | 该溶液中c(HA)+c(A-)=0.1 mol•L-l | D. | NaA溶液呈碱性 |
A. | 浓硫酸具有强氧化性,但SO2气体可以用浓硫酸干燥 | |
B. | 常温下实验室可以用稀硝酸与铁反应制取NO气体 | |
C. | 王水溶解金的过程为氧化还原反应,还原产物为NO2 | |
D. | SiO2不仅能与氢氧化钠溶液反应,也能与氢氟酸反应 |
A. | 质量 | B. | 原子数 | C. | 分子数 | D. | 摩尔质量 |