题目内容

【题目】工业废水中含+6价的铬会损害环境,必须进行处理。某工厂的处理工艺流程如下:

(1)N2H4的电子式为_____。

(2)下列溶液中,可替代N2H4的是_____。(填选项序号字母)

a.FeSO4溶液 b.浓HNO3溶液 c.酸性KMnO4溶液 d.Na2SO3溶液

(3)已知加入N2H4后,N2H4转化为无污染的物质,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____。

(4)在实际工业生产中,处理含铬废水还可采用直接沉淀的方法,其成本较低。

①已知酸性废水中存在Cr2O72-和CrO42-的转化平衡,请用离子方程式表示它们之间的转化反应_____;

②加入沉淀剂BaCl2溶液之前需加入一定量的NaOH溶液,以利于沉淀的生成,则生成的沉淀为_____(写化学式)。

(5)工业上还可用电解法来处理含Cr2O72-的酸性废水,通过电解制得还原剂。右图为电解装置示意图(电极材料分别为铁和石墨)。

①装置中b电极的材料是_____(填“铁”或“石墨”)。

②该处理过程中,Cr2O72-被还原成Cr3+的离子方程式为_____。

【答案】 ad 2∶3 Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+ BaCrO4 铁 Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

【解析】试题分析:本题以处理含Cr2O72-的工业废水的流程为载体,考查氧化还原反应的基本概念和有关计算,外界条件对化学平衡的影响,电解原理。

(1)N2H4中只存在共价键,电子式为。

(2)根据流程加入N2H4,Cr2O72-被还原成Cr3+,N2H4在反应中作还原剂,能替代N2H4的物质具有还原性,FeSO4溶液、Na2SO3溶液具有还原性,可替代N2H4;浓HNO3溶液、酸性KMnO4溶液具有强氧化性,不能替代N2H4;答案选ad。

(3)N2H4转化为无污染的物质,N2H4被氧化成N2,N2H4作还原剂,N元素的化合价由-2价升至0价;Cr2O72-被还原成Cr3+,Cr2O72-作氧化剂,Cr元素的化合价由+6价降至+3价;根据得失电子守恒,4n(N2H4)=6n(Cr2O72-),n(Cr2O72-):n(N2H4)=2:3,即氧化剂与还原剂物质的量之比为2:3。

(4)①Cr2O72-和CrO42-之间的转化平衡用离子方程式表示为Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+。

②先加入一定量的NaOH溶液,OH-消耗H+,平衡“Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+”正向移动,CrO42-浓度增大,则加入沉淀剂BaCl2溶液,生成的沉淀为BaCrO4。

(5)①根据题意通过电解制得还原剂,铁为活性电极,石墨为惰性电极,则Fe作阳极,Fe失电子生成还原剂Fe2+,装置中b电极为阳极,则b电极的材料是铁。

②电解时阳极电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,Cr2O72-被还原成Cr3+,则Fe2+被氧化成Fe3+,反应可写成Fe2++Cr2O72-→Fe3++Cr3+,根据得失电子守恒配平为6Fe2++Cr2O72-→6Fe3++2Cr3+,结合废水呈酸性和原子守恒,写出离子方程式为6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。

练习册系列答案
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【题目】关于“电解氯化铜溶液时的pH变化”问题,化学界有以下两种不同的观点:

观点一是:“理论派”认为电解氯化铜溶液后溶液的pH 升高。

观点二是:“实验派”经过反复、多次、精确的实验测定,证明电解氯化铜溶液时pH的变化如下图曲线的关系。

pH与时间关系图

请回答下列问题:

(1)电解前氯化铜溶液的pH处在A 点位置的原因是______________________(用离子方程式说明)。

(2)“理论派”所持观点的理论依据是________________________。

(3) “实验派”实验结论是_________________。他们所述“精确实验”是通过______________确定的。

(4)若“实验派”的观点正确,那么你认为他们所持观点的理由是______________________(用化学方程式和必要的文字加以简述)。

【答案】 Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+ 因为Cu2++2e-→Cu,使Cu2+水解平衡向左移动,c(H+)减小,pH上升 pH降低 测定溶液pH CuCl2Cu+Cl2↑ Cl2+H2O=HCl+HClO,使溶液酸性增强,pH降低

【解析】本题主要考查平衡状态的移动。

(1)电解前氯化铜溶液的pH处在A点位置的原因是Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+。

(2)“理论派”所持观点的理论依据是因为Cu2++2e-=Cu,c(Cu2+)减小,使Cu2+水解平衡向左移动,c(H+)减小,pH上升。

(3)“实验派”实验结论是pH降低。他们所述“精确实验”是通过测定溶液pH确定的。

(4)若“实验派”的观点正确,那么他们所持观点的理由是CuCl2Cu+Cl2↑、Cl2+H2O=HCl+HClO,使溶液酸性增强,pH降低。

【题型】填空题
【结束】
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【题目】(1)将等体积、等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液呈_________(填“酸性”“碱性”或“中性”),溶液中[Na+]______[CH3COO-](填“>” “<”或“=”)。

(2)常温下,pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后,溶液呈__________(填“酸性”“碱性”或“中性”),溶液中[Na+]______[CH3COO-](填“>” “<”或“=”)。

(3)物质的量浓度相等的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等,则混合后溶液呈_______________(填“酸性”“碱性”或“中性”),醋酸溶液的体积______(填“>” “<”或“=”)氢氧化钠溶液的体积。

(4)将mmol·L-1的醋酸和nmol·L-1的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液的pH=7,则醋酸溶液中c(H+)_______氢氧化钠溶液中c(OH-)(填“>” “<”或“=”),m与n的大小关系式_____________________。

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