题目内容

2．化工废料铬渣非法丢放，容易导致严重的水污染，某地因铬渣污染，水体污泥中含有Cr3+，回收再利用工艺如下（硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+）：

（1）实验室用质量分数为98%，密度为1.84g/mL的浓硫酸配制250mL　3.68mol•L-1的硫酸溶液，需要用量筒量取浓硫酸50.0mL；
（2）H2O2的电子式为；
（3）设计简单实验方案分离滤渣2中的2种化学成分，最佳试剂为NaOH和CO2；
（4）通过钠离子交换树脂，所除杂质离子对应元素在周期表中的族序数是ⅡA；
（5）通入SO2过程发生反应的化学方程式为Na2Cr2O7+3SO2+11H2O=2Cr（OH）（H2O）5SO4+Na2SO4；
（6）也可用Fe做电极，利用电解法将Na2Cr2O7转化为Cr（OH）3沉淀，同时有Fe（OH）3沉淀生成，整个过程所涉及到总反应的离子方程式为6Fe+19H2O+Cr2O72-=6H2+2Cr（OH）3+6Fe（OH）3+2OH-，若电解过程中电流强度为I，处理1mol Na2Cr2O7理论上需要时间为$\frac{12q{N}_{A}}{I}$（已知一个电子的电量为q，NA表示阿伏伽德罗常数），研究发现当Na2Cr2O7浓度较大时三价铁能够全部沉淀，而部分三价铬以某种形式溶于水，如果与工业废水混合后再电解，三价铁和三价铬都可以全部沉淀，试分析可能的原因Cr（OH）3沉淀可能与OH-反应．

分析 含铬污泥加入3.68mol/L的硫酸溶液，过滤得到硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+，加入过氧化氢，H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72-，加入NaOH溶液使溶液呈酸性，PH=5此时铁离子、铝离子，
（1）根据c=$\frac{1000ρw}{M}$计算浓硫酸的物质的量浓度，再根据稀释定律计算需要浓硫酸的体积；
（2）过氧化氢为共价化合物，氧原子间形成一个共价键，每个氧原子和两个氢原子结合形成共价键，据此书写电子式；
（3）滤渣2中的2种化学成分为氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，分离二者是利用氢氧化铝为两性氢氧化物，加入氢氧化钠溶液溶解氢氧化铝，过滤得到氢氧化铁沉淀，滤液中通入二氧化碳生成氢氧化铝沉淀；
（4）通过钠离子交换树脂，除去钙离子；
（5）通入SO2过程发生反氧化还原应生成Cr（OH）（H2O）5 SO4和Na2SO4，结合原子守恒配平书写化学方程式；
（6）Fe做电极，利用电解法将Na2Cr2O7转化为Cr（OH）3沉淀，同时有Fe（OH）3沉淀生成，阳极铁失电子生成亚铁离子，阴极氢离子得到电子生成氢气，重铬酸钠氧化亚铁离子生成铁离子在溶液中生成氢氧化铁沉淀，重铬酸根离子被还原为铬离子生成氢氧化铬沉淀，结合电荷守恒和原子守恒配平书写离子方程式，结合离子方程式计算电子转移，计算处理1mol Na2Cr2O7理论上需要时间，当Na2Cr2O7浓度较大时三价铁能够全部沉淀，而部分三价铬以某种形式溶于水，碱性溶液中氢氧化铬可能会溶于碱生成溶于水的溶液．

解答 解：（1）质量分数为98%，密度为1.84g/cm3的浓硫酸的物质的量浓度=$\frac{1000×1.84×98%}{98}$mol/L=18.4mol/L，
令需要浓硫酸的体积为V，根据稀释定律，稀释前后溶质硫酸的物质的量不变，则：
250mL×3.68mol/L=V×18.4mol/L
解得V=50.0mL
故答案为：50.0；
（2）过氧化氢为共价化合物，氧原子间形成一个共价键，每个氧原子和两个氢原子结合形成共价键，H2O2的电子式为，
故答案为：；
（3）滤渣2中的2种化学成分为氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，分离二者是利用氢氧化铝为两性氢氧化物，加入氢氧化钠溶液溶解氢氧化铝，过滤得到氢氧化铁沉淀，滤液中通入二氧化碳生成氢氧化铝沉淀，
故答案为：CO2；
（4）通过钠离子交换树脂，除去钙离子，钙元素在第ⅡA，
故答案为：ⅡA；
（5）通入SO2过程发生反氧化还原应，反应的化学方程式为：Na2Cr2O7+3SO2+11H2O=2Cr（OH）（H2O）5 SO4+Na2SO4，
故答案为：Na2Cr2O7+3SO2+11H2O=2Cr（OH）（H2O）5 SO4+Na2SO4；
（6）用Fe做电极，利用电解法将Na2Cr2O7转化为Cr（OH）3沉淀，同时有Fe（OH）3沉淀生成，阳极铁失电子生成亚铁离子，阴极氢离子得到电子生成氢气，重铬酸钠氧化亚铁离子生成铁离子在溶液中生成氢氧化铁沉淀，重铬酸根离子被还原为铬离子生成氢氧化铬沉淀，反应的离子方程式为：6Fe+19H2O+Cr2O72-=6H2+2Cr（OH）3+6Fe（OH）3+2OH-，电解过程中电极上电子转移总数12e-，若电解过程中电流强度为I，处理1mol Na2Cr2O7理论上需要时间为$\frac{12q{N}_{A}}{I}$，当Na2Cr2O7浓度较大时三价铁能够全部沉淀，而部分三价铬以某种形式溶于水，碱性溶液中氢氧化铬具有两性可能会溶于碱生成溶液，
故答案为：6Fe+19H2O+Cr2O72-=6H2+2Cr（OH）3+6Fe（OH）3+2OH-；$\frac{12q{N}_{A}}{I}$；Cr（OH）3沉淀可能与OH-反应（或Cr（OH）3具有两性）；

点评 本题考查了物质分离提纯的方法和实验基本操作、电解原理的分析判断、注意化学方程式和离子方程式的书写和错误分析，掌握基础是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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17．下列物质反应的离子方程式可用H++OH-═H2O表示的是（　　）
A．硫酸氢钠与苛性钾溶液反应B．醋酸和氢氧化钾溶液反应
C．稀硫酸和氨水反应D．碳酸氢钠溶液与烧碱溶液反应
18．下列体系中，离子一定能大量共存的是（　　）
A．使酚酞变红的溶液：K+、Na+、NO3-、Cl-
B．无色透明的酸性溶液：MnO4-、K+、C1-、SO42-
C．滴加KSCN显红色的溶液：NH4+、K+、Cl-、I-
D．0.1 mol•L-1NaHCO3溶液：Na+、Ba2+、NO3-、OH-
15．下列说法正确的是（　　）
A．可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液
B．向Na2SiO3溶液中通入过量SO2：SiO32-+SO2+H2O═H2SiO3↓+SO32-
C．硅胶可作袋装食品的干燥剂
D．玻璃容器可长期盛放各种酸
2．科学家刚刚发现了某种元素的原子，其质量是a克，12C的原子质量是b克，NA是阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．该原子的摩尔质量是aNA
B．Wg该原子的物质的量一定是$\frac{W}{aNA}$mol
C．该原子的相对原子质量是$\frac{12}{a}$
D．由已知信息可得：NA=$\frac{12}{a}$
7．《天工开物》是世界第一部记录农业和手工业生产技术的百科全书，以大量生动细节留存了丰富的古代科技史料，被誉为“百科全书之祖”．如表关于书中描述的解释正确的是（　　）
选项描述解释
A凡火药，硫为纯阳，硝为纯阴，此乾坤幻出神物也“硝”指的是硝酸钾
B凡墨烧烟凝质而为之“烟”指的是焦炭
C凡墨伪方士以炉火惑人者，唯朱砂银愚人易惑“朱砂银”指的是Ag2S
D五金之长，熔化成形之后，住世永无变更这名话描述的对象为Cu
A．AB．BC．CD．D
14．实验室用NaOH固体配制250mL 1mol/L的NaOH溶液，填空并请回答下列问题：
（1）配制250mL 1mol/L的NaOH溶液
应称取NaOH的质量/g应选用容量瓶的规格/mL除容量瓶外还需要的其它玻璃仪器
（2）容量瓶上标有以下五项中的①③⑤；
①温度    ②浓度    ③容量    ④压强    ⑤刻度线
（3）配制时，其正确的操作顺序是（字母表示，每个字母只能用一次）B→C→A→F→E→D；
A、用30mL水洗涤烧杯2-3次，洗涤液均注入容量瓶，振荡
B、用天平准确称取所需的NaOH的质量，加入少量水（约30mL），用玻璃棒慢慢搅动，使其充分溶解
C、将已冷却的NaOH溶液沿玻璃棒注入250mL的容量瓶中
D、将容量瓶盖紧，颠倒摇匀
E、改用胶头滴管加水，使溶液凹面恰好与刻度相切
F、继续往容量瓶内小心加水，直到液面接近刻度1-2cm处
（4）下列配制的溶液浓度偏低的是BC；
A、称量NaOH时，砝码错放在左盘
B、向容量瓶中转移溶液时（实验步骤②）不慎有液滴洒在容量瓶外面
C、加蒸馏水时不慎超过了刻度线
D、定容时俯视刻度线
E、配制前，容量瓶中有少量蒸馏水．
11．下列物质中，既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是（　　）
A．MgOB．Al（OH）3C．SiO2D．AlCl3
12．下列叙述正确的是（　　）
A．1mol奥沙拉嗪（） 与足量Na2CO3溶液反应能生成4molC O2B
B．已知反应mX（g）+nY（g）?qZ（g），若平衡时X、Y的转化率相等，说明反应开始时X、Y的物质的量之比为1：1
C．1L 1mol/LNa2CO3溶液中含有3×6.02×1023个离子
D．在一定温度下，相同pH的硫酸和硫酸铁溶液中水电离出来的c（H+）分别是1.0×10-amol•L-1和是1.0×10-bmol•L-1，在此温度时，水的离子积为1.0×10-（b+a）

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