某工厂废水中含有毒的CrO42-和Cr2O72-.常见处理方法是使其转化为毒性较低的Cr3+或直接吸附除去．现有如下几种工艺:(1)光催化法:在催化剂作用下.利用太阳光和人工光.使废水实现上述转化．①该法的反应原理是2Cr2O72-+16H+→4Cr3++3O2+8H2O②该法涉及的能量转化形式是．③某小组通过实验研究催化� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

8．某工厂废水中含有毒的CrO₄^2-和Cr₂O₇^2-，常见处理方法是使其转化为毒性较低的Cr³⁺或直接吸附除去．现有如下几种工艺：
（1）光催化法：在催化剂作用下，利用太阳光和人工光，使废水实现上述转化．
①该法的反应原理是2Cr₂O₇^2-+16H⁺→4Cr³⁺+3O₂+8H₂O（将方程式补充完整）
②该法涉及的能量转化形式是．
③某小组通过实验研究催化剂中W（钨）和α-Fe₂O₃的比例对铬的去除率的影响（每次实验均采用：0.01mol/L 500mL酸化的K₂Cr₂O₇溶液、总质量为0.2g的催化剂、光照10min），六价铬的去除率如下表所示．

催化剂组成	1	2	3
WO₃ W α-Fe₂O₃	65% 5% 30%	65% 10% 25%	a b 20%
六价铬去除率	60.2%	80%	72.9%

上表中，b=15%；在去除率最高的催化剂实验组中，用Cr₂O₇^2-表示的该反应在10min内的平均化学反应速率v=mol/（L•min）．
（2）电化学处理法：向废铁屑（铁碳合金）中加入含铬废水，一段时间后，废水中六价铬元素的去除率能达到90%．
①废铁屑在使用前酸洗除锈的离子方程式是Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O．
②结合电化学原理说明废铁屑在此过程中所起的作用是铁在原电池反应中做负极Fe-2e^-=Fe²⁺，Fe²⁺做还原剂将六价铬还原．
（3）离子交换树脂（ROH）法：将CrO₄^2-和Cr₂O₇^2-吸附至树脂上除去，原理如下：
2ROH+CrO₄^2-→R₂CrO₄+2OH^-、2ROH+Cr₂O₇^2-→R₂Cr₂O₇+2OH^-
（已知：废水中存在如下平衡：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O）．
控制溶液酸性可以提高树脂对六价铬的去除率，其理由是由原理可知：2ROH～CrO₄^2-～Cr，2ROH～Cr₂O₇^2-～2Cr，等量树脂去除Cr₂O₇^2-的效率高，因此控制酸性使上述平衡正向移动，使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-．

分析（1）（1）①该法的反应原理是2Cr₂O₇^2-+16H⁺反应+6价的铬变成+3价，化合价降低，而只有-2价的氧的化合价升高，根据得失电子守恒配平；
②该法涉及的能量转化形式是将光能转化为化学能；
③由表可知W和α-Fe₂O₃的百分含量之和为35%，所以当α-Fe₂O₃%为20%时，b=15%，在去除率最高的催化剂实验组为第2组，根据v=$\frac{△c}{△t}$进行分析解；
（2）①铁锈的成份是氧化铁，氧化铁是碱性氧化物，与酸反应生成盐与水；
②废铁屑做原电池的负极失电子生成亚铁，亚铁离子具有还原性，与Cr₂O₇^2-发生氧化还原反应；
（3）由原理可知：2ROH～CrO₄^2-～Cr，2ROH～Cr₂O₇^2-～2Cr，等量树脂去除Cr₂O₇^2-的效率高．

解答解：（1）①该法的反应原理是2Cr₂O₇^2-+16H⁺反应+6价的铬变成+3价，化合价降低，而只有-2价的氧的化合价升高，根据得失电子守恒配平得到：2Cr₂O₇^2-+16H⁺=4Cr³⁺+3O₂+8H₂O，故答案为：4Cr³⁺；3O₂；
②该法涉及的能量转化形式是将光能转化为化学能，故答案为：光能转化为化学能；
③由表可知W和α-Fe₂O₃的百分含量之和为35%，所以当α-Fe₂O₃%为20%时，b=15%，v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.01×0.5×80%}{0.5×10}$=8×10^-4 mol/（L•min），故答案为：15%；8×10^-4 mol/（L•min）；
（2）①铁锈的成份是氧化铁，氧化铁是碱性氧化物，与酸反应生成盐与水，所以反应的方程式为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，故答案为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
②废铁屑做原电池的负极失电子生成亚铁，亚铁离子具有还原性，与Cr₂O₇^2-发生氧化还原反应，故答案为：铁在原电池反应中做负极Fe-2e^-=Fe²⁺，Fe²⁺做还原剂将六价铬还原；
（3）由原理可知：2ROH～CrO₄^2-～Cr，2ROH～Cr₂O₇^2-～2Cr，等量树脂去除Cr₂O₇^2-的效率高，故答案为：由原理可知：2ROH～CrO₄^2-～Cr，2ROH～Cr₂O₇^2-～2Cr，等量树脂去除Cr₂O₇^2-的效率高，因此控制酸性使上述平衡正向移动，使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-．

点评本题考查了氧化还原反应的配平和化学方程式的书写、平衡移动的原理等知识，难度较大，注意（3）会运用溶液的PH值对溶液中的离子进行分离．

练习册系列答案

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18．一种有机物的结构简式如图，关于它的性质不正确的说法是（　　）

	A．	它有酸性，1 mol该物质最多能与6 mol H₂发生加成反应
	B．	在一定条件下，1 mol该物质最多能和4 mol Br₂反应
	C．	它可以水解，水解产物为两种有机物
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19．将锌片和铜片按如图方式插入柠檬中，电流计指针发生偏转．则下列说法中正确的是（　　）

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16．实验室制备纯碱（Na₂CO₃）的主要步骤为：将饱和NaCl溶液倒入烧杯加热，控制30～35℃，搅拌下分批加入研细的NH₄HCO₃固体，加料完毕，保温30min，静置、过滤得NaHCO₃晶体．用少量蒸馏水洗涤除去杂质、抽干，转入蒸发皿中灼烧得Na₂CO₃固体．

	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃	60℃	100℃
NaCl	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6	37.0	37.3	39.8
NH₄HCO₃	11.9	15.8	21.0	27.0	-	-	-	-
NaHCO₃	6.9	8.1	9.6	11.1	12.7	14.5	16.4	-
NH₄Cl	29.4	33.3	37.2	41.4	45.8	50.4	55.3	77.3

请回答：
（1）反应温度控制在30-35℃，是因为高于35℃NH₄HCO₃会分解，低于，30℃则反应速率降低，为控制此温度范围，通常采取的加热方法为水浴加热．
（2）加料完毕，保温30min，目的使反应充分进行．
（3）静置后只析出NaHCO₃晶体的原因NaHCO₃的溶解度最小．
（4）过滤所得母液中含有NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃，加入适当试剂并作进一步处理，使NaCl（填化学式）循环使用，回收得到NH₄Cl晶体．

3．8-羟基喹啉（

）是白色或淡黄色粉末，可通过如下实验步骤制得：
①如图1所示，在三口烧瓶中加入适量甘油、邻硝基苯酚、邻氨基苯酚和浓硫酸．

②加热至反应自动激烈进行．
③改为水蒸气蒸馏装置进行水蒸气蒸馏，直至馏出液中不再有油珠为止．
④向三口烧瓶中加入一定量NaOH溶液后，再滴加饱和Na₂CO₃溶液将pH调至7～8．
⑤重新进行水蒸气蒸馏，至馏出液中不再有晶体析出．
⑥将馏出液充分冷却后抽滤，进一步精制得产品．
（1）图1中冷却水应从A口进（选填“A”或“B”）．
（2）图2是水蒸气发生装置．第一次水蒸气蒸馏的目的是将未反应的反应物等蒸出；当冷凝管出现堵塞时，图2中可观察到的现象是玻璃管中水位上升．
（3）抽滤装置中，布氏漏斗进入抽滤瓶的部分不宜过长，其原因是防止滤液吸入抽滤瓶支管而进入减压系统．
（4）步骤②中移开火源，反应仍自动激烈进行的原因是反应放出大量热量．
（5）步骤④中加入的饱和Na₂CO₃溶液不能过量的原因是如果饱和Na₂CO₃溶液过量，则酚羟基也要与Na₂CO₃反应生成钠盐．

13．Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为2Li⁺+FeS+2e^-═Li₂S+Fe，则该电池的总反应式为2Li+FeS=Li₂S+Fe．

20．

某学习小组以Mg（NO₃）₂为研究对象，拟通过实验初步探究硝酸盐热分解的规律．
【提出猜想】小组提出如下4种猜想：
甲：Mg（NO₃）₂、NO₂、O₂ 乙：MgO、NO₂、O₂
丙：Mg₃N₂、O₂ 丁：MgO、NO₂、N₂
（1）查阅资料得知，NO₂可被NaOH溶液吸收，反应的化学方程式为：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O．
（2）实验前，小组成员经讨论认定猜想丁不成立，理由是不符合氧化还原反应原理．
【实验操作】
（3）设计如图装置，用氮气排尽装置中空气，其目的是避免对产物O₂的检验产生干扰（或其它合理答案）；加热Mg（NO₃）₂固体，AB装置实验现象是：固体减少，说明有Mg（NO₃）₂固体分解了产生红棕色气体，溶液中有气泡冒出，有NO₂生成．
（4）有同学提出可用亚硫酸钠溶液检验是否有氧气产生，但通入之前，还需在BD装置间增加滴有酚酞的氢氧化钠溶液，其作用是：确保二氧化氮已被除尽，防止干扰氧气的检验
（5）小组讨论后认为即便通过C后有氧气，仅仅用亚硫酸钠溶液仍然难以检验，因为：亚硫酸钠溶液与氧气反应没有明显现象，难以判断反应是否发生了，改进的措施是可在亚硫酸钠溶液中加入几滴酚酞试剂．
（6）上述系列改进后，如果分解产物中有O₂存在，排除装置与操作的原因，未检测到的原因是4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃ 或4NO₂+O₂+4NaOH=4NaNO₃+2H₂O．（用化学方程式表示）

17．某有机物分子组成为C₅H₈O₂，其可与Na₂CO₃作用放出使澄清石灰水变浑浊的气体，则其可能的链状结构有（不考虑立体异构）（　　）

17．用0.1000mol•L-1NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，选用酚酞为指示剂，造成测定结果偏高的原因可能是（　　）

	A．	盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过，没用待测液润洗
	B．	酸式滴定管在使用前未用待测液盐酸润洗
	C．	滴定前碱式滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失
	D．	滴定前读数平视，滴定终点读数时俯视碱式滴定管的刻度

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