题目内容

(16分)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。

Ⅰ.染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO2¯,可以在碱性条件下加入铝粉除去(加热处理后的废水,会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体)。除去NO2的离子方程式为                                      

Ⅱ.某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+):

部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

阳离子

Fe3+

Fe2+

Mg2+

Al3+

Cu2+

Cr3+

开始沉淀时的pH

1.9

7.0

——

——

4.7

——

沉淀完全时的pH

3.2

9.0

11.1

8

6.7

9 (>9溶解)

(1)实验室用18.4 mol·L-1的浓硫酸配制250 mL 4.8 mol·L-1的硫酸溶液,所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和吸量管(一种能精确量取一定体积液体的仪器)外,还需                                

(2)加入H2O2的作用是                                           

(3)钠离子交换树脂的原理为:Mn++nNaR→MRn+nNa+,被交换的杂质离子是

                     (选填:Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+)。

Ⅲ.印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl3。腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10 mol·L-1,请参照上表给出的数据和提供的药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤①                             ③过滤。(提供的药品:Cl2  浓H2SO4  NaOH溶液  CuO  Cu)

 

(16分)Ⅰ. 2Al+OH+NO2+2H2O=2AlO2+NH3·H2O (3分)

Ⅱ.(1)250mL容量瓶、胶头滴管  (3分,只写对1个得1分)

(2)氧化Cr3+使之转变成+6价Cr6+,以便于与杂质离子分离(3分)

(3)Ca2+、Mg2+   (3分,只写对1个得1分)

Ⅲ. ①通入足量氯气将Fe2+氧化成Fe3+  (2分)

 ②加入CuO调节溶液的pH至3.2~4.7(2分)

解析:

 

练习册系列答案
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(2011?闵行区二模)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.
(1)染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO2?,可以在碱性条件下加入铝粉除去(加热处理后的废水,会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体).除去NO2?离子的离子方程式为
2Al+OH-+NO2-+2H2O=2AlO2-+NH3?H2O
2Al+OH-+NO2-+2H2O=2AlO2-+NH3?H2O

(2)某工厂对制革工业污泥中Cr3+回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3+,其次是Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+):

部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:
阳离子 Fe3+ Fe2+ Mg2+ Al3+ Cu2+ Cr3+
开始沉淀时的pH 1.9 7.0 -- -- 4.7 --
沉淀完全时的pH 3.2 9.0 11.1 8 6.7 9 (>9溶解)
①实验室用18.4mol/L的浓硫酸配制250mL 4.8mol/L的硫酸溶液,所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和吸量管(一种能精确量取一定体积液体的仪器)外,还需
250mL容量瓶、胶头滴管
250mL容量瓶、胶头滴管

②酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是
增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等
增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等
(答2点).
③加入H2O2的作用是
将Fe2+氧化成Fe3+,将Cr3+转变成较高价态的铬,以便于与杂质离子分离
将Fe2+氧化成Fe3+,将Cr3+转变成较高价态的铬,以便于与杂质离子分离

④钠离子交换树脂的原理为:Mn++nNaR→MRn+nNa+,被交换的杂质离子是
Ca2+、Mg2+
Ca2+、Mg2+
(选填:Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+).
(3)印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl3.腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10mol/L,请参照上表给出的数据和提供的试剂(可能用到的试剂:Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu),简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤①
通入足量氯气将Fe2+氧化成Fe3+
通入足量氯气将Fe2+氧化成Fe3+
;②
加入CuO调节溶液的pH至[3.2,4.7)
加入CuO调节溶液的pH至[3.2,4.7)
;③过滤.
当今水体的污染成为人们关注的焦点.利用化学原理可以对工厂排放的废水进行有效检测与合理处理.
(1)废水中的N、P元素是造成水体富营养化的关键因素,农药厂排放的废水中常含有较多的NH4+和PO43-,一般可以通过以下两种方法将其除去.
①方法一:将Ca(OH)2或CaO 投加到待处理的废水中,生成磷酸钙,从而进行回收.已知常温下Ksp[Ca3(PO42]=2.0×10-33,当处理后的废水中c(Ca2+)=2.0×10-7 mol?L-1时,溶液中c(PO43-)=
5.0×10-7
5.0×10-7
mol?L-1
②方法二:在废水中加入镁矿工业废水,就可以生成高品位的磷矿石--鸟粪石,反应的方程式为Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4↓.该方法中需要控制污水的pH为7.5~10.0,若pH高于10.7,鸟粪石的产量会大大降低.其原因可能为
当pH高于10.7时,溶液中的Mg2+、NH4+会与OH-反应,平衡向逆反应方向移动
当pH高于10.7时,溶液中的Mg2+、NH4+会与OH-反应,平衡向逆反应方向移动
;与方法一相比,方法二的优点为
能同时除去废水中的氮,充分利用了镁矿工业废水
能同时除去废水中的氮,充分利用了镁矿工业废水

(2)染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO2-,可在碱性条件下加入铝粉除去,加热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体.现有1.0t含氮质量分数为0.035%的NO2-废水,用此法完全处理后生成的AlO2-的物质的量为
50mol
50mol

(3)工业上也会利用铝粉除去含氮废水中的NO3-.现在处理100m3浓度为2.0×10-4mol?L-1的NaNO3溶液,加入一定量的2mol?L-1的NaOH溶液和铝粉,控制溶液pH在10.7左右,加热,使产生的气体全部逸出,当NaNO3反应掉一半时,测得氮气和氨气的体积比为4:1,求此过程中消耗铝的质量.(写出计算过程,无过程以0分计算)
(2012?江苏一模)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)的工艺如下:
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18.4mol?L-1的浓硫酸配制250mL 4.8mol?L-1的硫酸溶液,所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外,还需
250mL容量瓶、胶头滴管
250mL容量瓶、胶头滴管

(2)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有
升高反应温度
升高反应温度
增大固体颗粒的表面积
增大固体颗粒的表面积

(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:
2Cr3++3H2O2+H2O=Cr2O72-+8H+
2Cr3++3H2O2+H2O=Cr2O72-+8H+

(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:
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 8 9(>9溶解)
加入NaOH溶液使溶液呈碱性,Cr2O72-转化为CrO42-.滤液Ⅱ中阳离子主要有
Na+、Mg2+、Ca2+
Na+、Mg2+、Ca2+
;但溶液的pH不能超过8,其理由是
pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO2-,最终影响Cr(III)回收与再利用
pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO2-,最终影响Cr(III)回收与再利用

(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
Ca2+、Mg2+
Ca2+、Mg2+

(6)写出上述流程中用SO2进行还原的化学方程式
3SO2+2Na2CrO4+12H2O=2CrOH(H2O)5SO4↓+Na2SO4+2NaOH
3SO2+2Na2CrO4+12H2O=2CrOH(H2O)5SO4↓+Na2SO4+2NaOH

(10分)利用化学原理可以对工厂排放的废水进行有效检测和合理处理。

(1)染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO2-,可以在碱性条件下加入铝粉除去(加热处理后的废水会产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体)。除去NO2-离子的离子方程式是 

                     ▲                

(2)废水中的N、P元素是造成水体富营养化的主要因素,农药厂排放的废水中常含有较多的NH4+和PO43-,一般可以通过两种方法将其除去。

①方法一:将Ca(OH)2或CaO投加到待处理的废水中,生成磷酸钙,从而进行回收。当处理后的废水中c(Ca2+)=2×10-7mol/L时,溶液中c(PO43-)=         ▲       

 (已知常温时,KSP[Ca3(PO42]=2×10-33)

②方法二:在废水中加入镁矿工业废水,就可以生成高品位的磷矿石——鸟粪石,反应的方程式为Mg2++ NH4++ PO43-= MgNH4 PO4。该方法中需要控制污水的pH为7.5-10,若pH高于10.7,鸟粪石的产量会大大降低。其原因可能是            ▲            。与方法一相比,方法二的优点是                      ▲                         。

(3)三氯乙烯在印刷、纺织等行业应用广泛,为了减少其对环境的影响,可将三氯乙烯在二氧化钛薄膜上催化降解,其反应的机理如下:

 该反应的总化学方程式为              ▲           

 

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