题目内容
环境中常见的重金属污染物有:汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中含有的Cr2O72-和CrO42-,常用的方法有两种。
方法1 还原沉淀法
该法的工艺流程为
。
其中第①步存在平衡2CrO42-(黄色)+2H+
Cr2O72-(橙色)+H2O。
(1)写出第①步反应的平衡常数表达式_________________________________。
(2)关于第①步反应,下列说法正确的是________。
A.通过测定溶液的pH可以判断反应是否已达平衡状态
B.该反应为氧化还原反应
C.强酸性环境,溶液的颜色为橙色
(3)第②步中,还原0.1 mol Cr2O72-,需要________mol的FeSO4·7H2O。
(4)第③步除生成Cr(OH)3外,还可能生成的沉淀为________。在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)
Cr3+(aq)+3OH-(aq),常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,当c(Cr3+)降至10-5 mol·L-1时,认为c(Cr3+)已经完全沉淀,现将第③步溶液的pH调至4,请通过计算说明Cr3+是否沉淀完全(请写出计算过程):____________________________________________________________________________。
方法2 电解法
(5)实验室利用如图装置模拟电解法处理含Cr2O72-的废水,电解时阳极反应式为________,阴极反应式为________,得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从水的电离平衡角度解释其原因是___________________________________________________________。![]()
(1)K=![]()
(2)AC
(3)0.6
(4)Fe(OH)3 当pH调至4时,c(OH-)=10-10 mol·L-1,c(Cr3+)=10-32/c3(OH-)=10-2 mol·L-1>10-5 mol·L-1,因此Cr3+没有沉淀完全
(5)Fe-2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2↑ 阳极生成的金属阳离子向阴极移动,阴极反应消耗了H+,打破了水的电离平衡,促进了水的电离,使溶液中OH-的浓度增大,溶液逐渐呈碱性
解析
利用I2O5可消除CO污染或定量测定CO,反应为:5CO(g)+I2O5(s)
5CO2(g)+I2(s);ΔH 1
(1)已知:2CO(g)+O2(g)
2CO2(g);ΔH 2
2I2(s)+5O2(g)
2I2O5(s);ΔH 3
则ΔH 1= (用含ΔH 2和ΔH 3的代数式表示)。
(2)不同温度下,向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入2molCO,测得CO2的体积分数φ(CO2)随时间t变化曲线如图。请回答:![]()
①从反应开始至a点时的反应速率为v(CO)= ,b点时化学平衡常数Kb= 。
②d点时,温度不变,若将容器体积压缩至原来的一半,请在图中补充画出CO2体积分数的变化曲线。
③下列说法正确的是 。(填字母序号)
| A.容器内气体密度不变,表明反应达到平衡状态 |
| B.两种温度下,c点时体系中混合气体的平均相对分子质量相等 |
| C.增加I2O5的投料量有利于提高CO的转化率 |
| D.b点和d点的化学平衡常数:Kb<Kd |
Ⅰ.在一体积为10 L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在850℃时发生如下反应:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH<0,CO和H2O浓度变化如图所示:
(1)0~4 min的平均反应速率v(CO)=________mol/(L·min),反应在第5 min时的平衡常数K=________。![]()
t℃时物质浓度(mol/L)的变化
| 时间(min) | CO | H2O | CO2 | H2 |
| 0 | 0. 200 | 0. 300 | 0 | 0 |
| 2 | 0. 138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
| 3 | c1 | c2 | c3 | c3 |
| 4 | c1 | c2 | c3 | c3 |
| 5 | 0. 116 | 0. 216 | 0. 084 | |
| 6 | 0. 096 | 0. 266 | 0. 104 | |
(2)t℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如表所示:
①表中3~4 min之间反应处于________状态;c1数值________(填“>”“=”或“<”)0.08 mol/L。
②反应在4~5 min间,平衡向逆反应方向移动,可能的原因是________(填标号,下同),表中5~6 min之间数值发生变化,可能的原因是________。
A.增加水蒸气B.降低温度C.使用催化剂D.增加氢气浓度
Ⅱ.在热的稀硫酸中溶解了11.4 g硫酸亚铁固体,当加入50 mL 0.5 mol/L的KNO3溶液后,使其中的Fe2+全部转化成Fe3+、KNO3也完全反应并放出NxOy气体。
(3)推算出x=________,y=________。
(4)写出该反应的化学方程式:________________(x、y用具体数值表示)。
(5)反应中氧化产物是________。