题目内容

10．元素铬及其化合物工业用途广泛，但含+6价铬的污水会损害环境．电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr2O72-，处理该废水常用直接沉淀法或还原沉淀法．
I．直接沉淀法
（1）已知含铬废水中存在着平衡：Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+．在实际工业生产中，加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH，这样有利于沉淀的生成，则生成沉淀的化学式为BaCrO4
Ⅱ，还原沉淀法

（2）下列溶液中可以代替上述流程中Na2S2O3溶液的是AD（填选项序号）．
A．FeSO4溶液 B．浓H2SO4 C．酸性KMnO4 D．Na2SO3溶液
（3）上述流程中，每消耗0.1mol Na2S2O3转移0.8mol e-，加入Na2S2O3溶液时发生反应的离子方程式为3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O．
（4）Cr（OH）3的化学性质与Al（OH）3相似，在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的PH不能过高，原因可用离子方程式表示：Cr（OH）3+OH-=CrO2-+2H2O

（5）实际工业生产中有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3+的含量，其原理是Mn++nNaR═nNa++MRn，其中NaR为阳离子交换树脂，Mn+为要测定的离子．
①阳离子交换树脂的原材料之一是聚苯乙烯，其单体为苯乙烯（CH=CH2），聚苯乙烯的化学式为．
②某次测定过程中，将pH=5的废水经过阳离子交换树脂后，测得溶液中Na+比交换前增加了4.6×10-2g•L-1，则该条件下Cr（OH）3的ksp的值为6.7×10-31．

分析 Ⅰ、（1）氢氧根离子和氢离子反应生成水，促使平衡Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+右移，有利于铬元素转化为铬酸钡（BaCrO4）沉淀；
Ⅱ、含Cr2O72-离子的废水加入Na2S2O3溶液调节溶液PH=2-3，还原重铬酸根离子得到Cr3+离子的溶液，加入氢氧化钠溶液控制溶液PH生成Cr（OH）3；
（2）可以代替上述流程中Na2S2O3溶液，需要具有还原性，能还原重铬酸根离子；
（3）每消耗0.1mol Na2S2O3转移0.8mol e-，Na2S2O3 ～2SO42-～8e-，Cr2O72-～2Cr3+～6e-，依据氧化还原反应电子守恒分析配平书写氧化还原反应的离子方程式；
（4）Cr（OH）3的化学性质与Al（OH）3相似，显示两性，可以溶解在强酸、强碱溶液中；
（5）①聚苯乙烯是苯乙烯一定条件下发生的加成聚合反应，生成了高分子化合物聚苯乙烯；
②阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3+的含量，其原理是Mn++nNaR═nNa++MRn，其中NaR为阳离子交换树脂，Mn+为要测定的离子，计算被交换的离子Cr3+浓度，将pH=5的废水中氢氧根离子浓度为10-9mol/L，结合溶度积常数概念计算Ksp．

解答 解：Ⅰ、（1）含铬废水中存在着平衡：Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+．在实际工业生产中，加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH，这样有利于沉淀的生成，氢氧根离子和氢离子反应生成水，促使平衡正向进行，有利于铬元素转化为铬酸钡沉淀，则生成沉淀的化学式为：BaCrO4；
故答案为：BaCrO4；
Ⅱ、（2）可以代替上述流程中Na2S2O3溶液，需要具有还原性，能还原重铬酸根离子；
A．FeSO4溶液中亚铁离子具有还原性，可以还原Cr2O72-离子，故A符合；
B．浓H2SO4 具有强氧化性，不能表现还原性，不能还原Cr2O72-，故B不符合；
C．酸性KMnO4 是强氧化剂不能还原Cr2O72-，故C不符合；
D．Na2SO3溶液中亚硫酸根离子具有还原性，可以还原Cr2O72-，故D符合；
故答案为：AD；
（3）每消耗0.1mol Na2S2O3转移0.8mol e-，Na2S2O3 ～2SO42-～8e-，Cr2O72-～2Cr3+～6e-，依据氧化还原反应电子守恒配平书写，3Na2S2O3 ～6SO42-～24e-，4Cr2O72-～8Cr3+～24e-，得到的氧化还原反应的离子方程式为：3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O；
故答案为：3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O；
（4）在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的PH不能过高，Cr（OH）3的化学性质与Al（OH）3相似，Cr（OH）3可以溶解在过量的氢氧化钠溶液中，可用离子方程式表示原因为：Cr（OH）3+OH-=CrO2-+2H2O；
故答案为：Cr（OH）3+OH-=CrO2-+2H2O；
　（5）①聚苯乙烯是苯乙烯一定条件下发生的加成聚合反应，生成了高分子化合物聚苯乙烯，其单体为苯乙烯（CH=CH2），反应为：nCH=CH2→，故答案为：；

②阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3+的含量，其原理是Cr3++3NaR═3Na++CrR3，其中NaR为阳离子交换树脂，Mn+为要测定的离子Cr3+，Na+比交换前增加了4.6×10-2g•L-1，物质的量浓度=$\frac{4.6}{23}×1{0}^{-2}$mol/L=2×10-3mol/L，计算被交换的离子Cr3+浓度=$\frac{1}{3}$×2×10-3mol/L，Cr（OH）3（s）?3c（OH-）+c（Cr3+）
将pH=5的废水经过阳离子交换树脂后，溶液中c（OH-）=10-9mol/L，Ksp=c3（OH-）c（Cr3+）=[10-9]3×$\frac{1}{3}$×2×10-3mol/L=6.7×10-31，
故答案为：6.7×10-31．

点评 本题考查了物质分离提纯的方法和过程分析，离子方程式书写，溶度积常数的计算应用，主要是氧化还原反应的理解应用，掌握基础是关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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（5）比烃A少一个碳原子且能使溴水褪色的A的同系物有5种同分异构体．
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18．研究碳及其化合物的性质对于科研、生产生活具有重要意义．
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（2）CO可以合成工业用洁净燃料甲醇，反应为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0．T0℃时，向容积均为50mL密闭容器甲、乙中分别加入1mol CO和2mol H2，发生上述反应，其中乙为绝热容器，反应过程中测得甲容器内压强随时间变化曲线如图所示：
①下列描述中能说明甲容器中的反应达平衡状态的是bd（填序号）．
a．2v正（H2）=v逆（CH3OH）
b．CO与CH3OH的体积比不再改变
c．化学平衡常数K的值不再变化
d．CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
②0-8分钟内，甲中v（H2）=2.5mol•L-1•min-1；达到平衡后，甲中CO的转化率大于（填写“大于”、“小于”或“等于”）乙中CO的转化率．
5．随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间将二氧化硫（SO2）排放减少8%，氢氧化物排放量减少10%．目前，消除大气污染有多重方法．
I．处理NO2的一种方法是利用甲烷催化还原NO2．
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ．mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2
CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H3=-867kJ．mol
则△H2=-1160kJ•mol-1
Ⅱ．化石燃料的燃烧，含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产过程中产生的SO2是大气中SO2的主要来源．
将煤转化为谁每期是将煤转化为结晶燃料的方法之一，反应为：C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）
一定温度下，在1.0L密闭容器中放入1molC（s）、1molH2O（g）进行反应，反应时间（t）与容器内气体总压强平（p）的数据见下表
 时间t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30
 总压强p/100kPa 4.56 5.14 5.87 6.307.24  8.16 8.188.20 8.20 
回答下列问题：
（1）下列那些选项可以说明该可逆反应已达平衡状态AD
A．混合气体的密度不再发生改变
B．消耗1molH2O（g）的同时生成1molH2
C．△H不变
D．V正（CO）=V逆（H2）
（2）由总压强P和起始压强P0表示反应体系的总物质的量n总，n总=$\frac{P}{{P}_{0}}$mol；由表中数据计算达到平衡时，反应物H2O（g）的转化率α=79.82%（精确到小数点后第二位）
（3）碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染，同时又能值得氨气，具体流程如下：
①用化学方程式表示整个过程发生的总反应SO2+2H2O=H2SO4+H2
②用化学平行移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H的目的是降低生成物的浓度，使平衡向正方向移动
Ⅲ．（1）将1.0molCH4和2.0molH2O（g）通入容积为100L的反应器，在一定条件下发生反应：
CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）测得在一定的压强下CH4的平衡转换率于温度的关系如图1.100℃时该反应的平衡常数为7.2×10-5
（2）在一定温度和压强条件下发生了反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H＜O，反应达到平衡时，改变温度（T）和压强（P），反应混合物CH3OH“物质的量分数”变化情况如图2所示，关于温度（T）和压强（P）的关系判断准确的是CD（填序号）
A．P3＞P2，T3＞T2 B．P2＞P4，T4＞T2 C．P1＞P3，T1＞T3 D．P1＞P4，T1＞T4
15．辉铜矿是重要的自然界中铜的主要矿物之一，其主要成分为Cu2s，还含有Fe3O4、SiO2及一些不溶性杂质．以辉铜矿为原料生产碱式碳酸铜及综合利用，工艺流程如下所示：

已知：①Cu（OH）2可以溶于NH3•H2O生成【Cu（NH3）4]2+
②Cu（OH）2温度超过80℃会分解成CuO和水
（1）实验室配置50OmL4.0mo1•L-1盐酸，所需的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还需要500ml容量瓶、胶头滴管．
（2）滤渣B可用于工业上制取粗硅，化学方程式为SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO．
（3）向溶液C中加入氨水必须过量，其目的是使Cu2+完全转化为[Cu（NH3）4]2+，防止因生成Cu（OH）2沉淀而损失，滤渣D的成分为Fe（OH）3．
 （4）蒸氨的过程发生的反应包括：①[Cu（NH3）4]2+（aq）?Cu2+（aq）+4NH3（aq）；
②Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+；
③Cu（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H2O．
（5）气体X可以用NH3•H2O吸收得到溶液G，溶液G中的阴离子除了OH-外还有SO32-，HSO3-．
（6）若辉铜矿为ag，以石墨作电极电解溶液F，阴极质量增加为mg，则辉铜矿中Cu2S的质量百分数为$\frac{160m}{128a}$×100%．【M（Cu）=64  M（Cu2S）=160】．
2．废旧显示屏玻璃中含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质．某课题小组以此玻璃粉末为原料，制得Ce（OH）4和硫酸铁铵矾[Fe2（SO4）3•（NH4）2SO4•24H2O]，流程设计如下：

已知：Ⅰ．酸性条件下，铈在水溶液中有Ce3+、Ce4+两种主要存在形式，Ce4+有较强氧化性；
Ⅱ．CeO2不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液．
回答以下问题：
（1）反应①的离子方程式是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O．
（2）反应②中H2O2的作用是氧化使Fe2+转化为Fe3+．
（3）反应③的离子方程式是2GeO2+6H++H2O2=2Ge3++4H2O+O2↑．
（4）已知有机物HT能将Ce3+从水溶液中萃取出来，该过程可表示为：2Ce3+（水层）+6HT（有机层）═2CeT3（有机层）+6H+（水层）
从平衡角度解释：向CeT3 （有机层）加入H2SO4获得较纯的含Ce3+的水溶液的原因是混合液中加入H2SO4使c（H+）增大，平衡向形成Ge3+水溶液方向移动．
（5）硫酸铁铵矾[Fe2（SO4）3•（NH4）2SO4•24H2O]广泛用于水的净化处理，其净水原理用离子方程式解释是Fe3++3H2O=Fe（OH）3+3H+．
（6）相同物质的量浓度的以下三种溶液中，NH4+的浓度由大到小的顺序是a＞b＞c．
a．Fe2（SO4）3•（NH4）2SO4•24H2O       b．（NH4）2SO4       c．（NH4）2CO3．
19．已知CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），现在容积固定且相等的a、b、c三个密闭容器中分别充入1molCO和2molH2的混合气体，控制温度进行反应，测得相关数据的关系如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．a容器中，0～5min反应速率v（H2）=0.08mol•L-1•min-1
B．反应进行到5min时，b容器中v正=v速
C．其他条件不变时，减压可将b中的状态转变成c中的状态
D．达到平衡时a、b、c容器中的转化率为b＞a＞c
20．下列化学肥料中属于复合肥的是（　　）
A．KNO3B．CO（NH2）2C．Ca3（PO4）2D．K2SO4

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