利用化学原理对工厂排放的废水.废渣等进行有效检测与合理处理．(一)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2Al+OH-+NO2-+2H2O═2AlO2-+NH3•H2O (二)某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)回收与再利用� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

16．利用化学原理对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理．
（一）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2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O═2AlO₂^-+NH₃•H₂O
（二）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⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）：

常温下部分阳离子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）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸（多次浸取）、适当延长浸取时间（只要答出任意一点即可，其他合理答案也可）（至少写一条）．
（2）调pH=8是为了除去Fe³⁺、Al³⁺（填Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）．
（3）钠离子交换树脂的原理为Mⁿ⁺+nNaR→MR_n+nNa⁺，被交换的杂质离子是Mg²⁺、Ca²⁺（填Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）．
（4）试配平氧化还原反应方程式：□Na₂Cr₂O₇+□SO₂+□H₂O=□Cr（OH）（H₂O）₅SO₄+□Na₂SO₄；
每生成1mol Cr（OH）（H₂O）₅SO₄消耗SO₂的物质的量为1.5mol．
（三）印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl₃．腐蚀铜板后的混合浊液中，若Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的浓度均为0.10mol•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；
③过滤．（提供的药品：Cl₂、浓H₂SO₄、NaOH溶液、CuO、Cu）．

分析（一）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，说明生成一水合氨，溶液呈碱性，则Al生成偏铝酸根离子；
（二）硫酸浸取液中金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺，过滤后向滤液中加入双氧水，双氧水有强氧化性，能氧化还原性的Fe²⁺生成Fe³⁺；加入氢氧化钠溶液后，调节溶液的pH至8，根据表中数据知，Fe³⁺、Al³⁺转化为沉淀除去；然后过滤，向滤液中加入钠离子交换树脂，然后加入二氧化硫，发生氧化还原反应得到Cr（OH）（H₂O）₅SO₄；
（1）升高温度、搅拌、增大反应物浓度都可以提高浸取率；
（2）pH=8时，Fe³⁺、Al³⁺完全生成沉淀；
（3）钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子；
（4）根据转移电子守恒配平方程式；
（三）要除去溶液中的Fe³⁺和Fe²⁺，根据阳离子完全转化为沉淀需要pH知，应该先将亚铁离子转化为铁离子，然后加入CuO调节溶液的pH而除去铁离子．

解答解：（一）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，说明生成一水合氨，溶液呈碱性，则Al生成偏铝酸根离子，离子方程式为2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O═2AlO₂^-+NH₃•H₂O，故答案为：2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O═2AlO₂^-+NH₃•H₂O；
（二）硫酸浸取液中金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺，过滤后向滤液中加入双氧水，双氧水有强氧化性，能氧化还原性的Fe²⁺生成Fe³⁺；加入氢氧化钠溶液后，调节溶液的pH至8，根据表中数据知，Fe³⁺、Al³⁺转化为沉淀除去；然后过滤，向滤液中加入钠离子交换树脂，然后加入二氧化硫，发生氧化还原反应得到Cr（OH）（H₂O）₅SO₄；
（1）升高温度、搅拌、增大反应物浓度都可以提高浸取率，其采用措施为升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸（多次浸取）、适当延长浸取时间（只要答出任意一点即可，其他合理答案也可），故答案为：升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸（多次浸取）、适当延长浸取时间（只要答出任意一点即可，其他合理答案也可）；
（2）pH=8时，Fe³⁺、Al³⁺完全生成沉淀，所以pH=8时除去阳离子为Fe³⁺、Al³⁺，故答案为：Fe³⁺、Al³⁺；
（3）钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子，故答案为：Ca²⁺、Mg²⁺；
（4）二氧化硫具有还原性，被滤液Ⅱ中通过离子交换后的溶液中Na₂CrO₄氧化为硫酸，Na₂CrO₄氧被还原为CrOH（H₂O）₅SO₄，水溶液中生成硫酸反应生成硫酸钠，依据原子守恒分析书写配平；Na₂CrO₄+3SO₂+11H₂O=2CrOH（H₂O）₅SO₄↓+Na₂SO₄，
根据方程式：3SO₂～2CrOH（H₂O）₅SO₄
x 1mol
所以x=1.5mol
故答案为：1；3；11；2；1；1.5mol；
（三）要除去溶液中的Fe³⁺和Fe²⁺，根据阳离子完全转化为沉淀需要pH知，应该先将亚铁离子转化为铁离子，然后加入CuO调节溶液的pH而除去铁离子，其操作步骤为：
①因为亚铁离子完全沉淀需要pH大于铜离子，所以应该向将亚铁离子转化为铁离子，即通入足量氯气将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，
故答案为：通入足量氯气将Fe²⁺氧化成Fe³⁺；
②然后调节溶液的pH，使铁离子完全转化为沉淀，其操作方法为加入CuO调节溶液的pH至3.2～4.7，故答案为：加入CuO调节溶液的pH至3.2～4.7．

点评本题考查物质分离和提纯，涉及氧化还原反应、物质分离和提纯、离子反应方程式的书写等知识点，难点是确定离子沉淀先后顺序，题目难度中等．

练习册系列答案

天利38套对接中考单元专题双测卷系列答案

7．

青蒿素是一种高效、速率搞疟药，是中医献给世界的一份礼物．其结构简式如图所示．下列有关青蒿素的说法正确的是（　　）

	A．	易溶于乙醚等有机溶剂		B．	分子式为C1₅H₂₁O₅
	C．	能在热的NaOH溶液中存在		D．	分子结构中含有极性键

4．相等物质的量的金属Mg和Al分别跟足量盐酸反应，所产生的氢气其体积（同温同压）之比为（　　）

11．下列除去杂质的方法正确的是（　　）
①除去乙烷中少量的乙烯：光照条件下通入Cl₂，气液分离
②除去乙酸乙酯中少量的乙酸：用饱和碳酸钠溶液洗涤，分液、蒸馏
③除去C₂H₆中少量的C₂H₄：气体通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶
④除去乙醇中少量的乙酸：加足量生石灰，蒸馏．

1．由乙烯和其他无机原料合成环状化合物其合成过程如下（水及其他无机产物均已省略）：

请分析后回答下列问题：
（1）反应的类型分别是①加成反应、②酯化反应或取代反应；
（2）D物质中的官能团为-COOH；
（3）C物质的结构简式OHC-CHO；
（4）物质X与A互为同分异物体，则X的结构简式为CH₃-CHBr₂，
（5）A→B的化学方程式（注明反应条件）BrCH₂CH₂Br+2NaOH$→_{△}^{H_{2}O}$HOCH₂CH₂OH+2NaBr．

8．第四周期中的18种元素具有重要的用途，在现代工业中备受青睐．
（1）铬是一种硬而脆，抗腐蚀性强的金属，常用于电镀和制造特种钢．基态Cr原子中，电子占据最高能层的符号为N，该能层上具有的原子轨道数为16，电子数为1，
（2）第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的，₃₀Zn与₃₁Ga的第一电离能是否符合这一规律？否（填“是”或“否”），原因是₃₀Zn的4s能级有2个电子，处于全满状态，较稳定（如果前一问填“是”，此问可以不答）
（3）镓与第VA族元素可形成多种新型人工半导体材料，砷化镓（GaAs）就是其中一种，其晶体结构如图1所示（白色球代表As原子）．在GaAs晶体中，每个Ga原子与4个As原子相连，与同一个Ga原子相连的As原子构成的空间构型为正四面体；
（4）与As同主族的短周期元素是N、P．AsH₃中心原子杂化的类型为sp3；一定压强下将AsH₃、NH₃和PH₃的混合气体降温时首先液化的是NH₃，理由是NH₃分子之间有氢键，沸点较高；
（5）铁的多种化合物均为磁性材料，氮化铁是其中一种，某氮化铁的晶胞结构如图2所示，则氮化铁的化学式为Fe₄N；设晶胞边长为acm，阿伏加德罗常数为N_A，该晶体的密度为$\frac{238}{N{\;}_{A}a{\;}^{3}}$g．cm^-3（用含a和N_A的式子表示）

5．下列说法正确的是（　　）

	A．	能电离出H⁺的化合物都是酸，能电离出OH^-的化合物都是碱
	B．	盐类物质一定含有金属离子
	C．	NH₃、CO₂水溶液能够导电，所以NH₃、CO₂是电解质
	D．	可用丁达尔效应区别NaCl溶液和Fe（OH）₃胶体

6．

将一定量的Cl₂通入一定浓度的苛性钾溶液中，两者恰好完全反应（已知反应过程放热），生成物中有三种含氯元素的离子，其中ClO^-和ClO₃^-两种离子的物质的量（n）与反应时间（t）的变化示意图如图所示．下列说法不正确的是（　　）

	A．	反应中转移电子的物质的量是0.21mol
	B．	ClO₃^-的生成可能是由于温度升高引起的
	C．	苛性钾溶液中KOH的质量是16.8g
	D．	一定有3.36L氯气参加反应

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