某工业废水中可能含有如下几种阴阳离子:
| 阳离子 | Fe3+、Al3+、Fe2+、Ba2+、Na+ |
| 阴离子 | Cl-、CO32-、NO3-、SO42-、SiO32- |
现对该废水样品进行以下研究:
Ⅰ.向试管中滴加浓盐酸,有少量的无色气体生成,气体遇空气立即变为红棕色;
Ⅱ.若向Ⅰ所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
Ⅲ.若向Ⅰ所得的溶液中加入过量的NaOH溶液,有红褐色沉淀生成。过滤后向所得滤液中通入过量的CO2气体,有白色絮状沉淀生成。
根据上述实验,回答下列问题:
(1)该废水中一定含有的阴离子是 ,一定不含有的阳离子是 ;
(2)写出Ⅲ的所得滤液中通入过量的CO2气体生成白色絮状沉淀的离子方程式(只写这一个): ;
(3)已知用铝粉可以除去废水中的一种阴离子(X)。若控制溶液的pH为10.7左右,再加入铝粉,除去X离子的同时产生氨气和氮气,且体积比为1﹕4,完成下列反应的离子方程式并配平:(X用具体的离子符号表示)
Al + X + OH- =AlO2-+ NH3 + N2 +
该反应的还原产物是 。若除去0.2mol X离子,要消耗铝 g。
(4)若将废水中的铁元素完全转化成Fe3+,此时测得c(Fe3+)=1.0×10-2mol·L-1,要想将其转换为Fe(OH)3沉淀而除去,则应调节溶液pH至少大于 。(已知常温下Fe(OH)3的Ksp=1.0×10-38)
硫酸镁在医疗上具有镇静、抗挛等功效。以菱镁矿(主要成分是MgCO3)为主要原料制备硫酸镁的方法如下:
(1)步骤②中发生反应的离子方程式为 。
(2)步骤④中调节pH=6.0~6.5的目的是 。
(3)步骤⑤的操作为
(4)已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如表所示:
| pH | < 8.0 | 8.0 ~ 9.6 | > 9.6 |
| 颜色 | 黄色 | 绿色 | 蓝色 |
25℃时,向Mg(OH)2的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液所呈现的颜色为
[25℃时,Ksp[Mg(OH)2] =5.6×10-12]。
.根据下列化学实验示意图及表中实验现象,从理论上分析得出的结论正确的是( )
![]()
| 选项 | 实验 | 实验现象 | 结论 |
| A | a | 左烧杯铁表面有气泡,右烧杯铜表面有气泡 | 活动性:Al>Fe>Cu |
| B | b | 左边棉花变为橙色,右边棉花变为蓝色 | 氧化性:Cl2>Br2>I2 |
| C | c | 白色固体先变为淡黄色,后变为黑色 | 溶解度:AgCl < AgBr <Ag2S |
| D | d | 锥形瓶中有气体产生,烧杯中液体变浑浊 | 非金属性:Cl>C>Si |
工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中,可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应:PbSO4(s)+CO32-(aq)
PbCO3(s)+SO42-(aq)。某课题组用PbSO4为原料模拟该过程,探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。
(1)上述反应的平衡常数表达式:K=
(2)室温时,向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化。在 溶液中PbSO4转化率较大,理由是
(3)查阅文献:上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2],它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设。请你完成假设二和假设三:
假设一:全部为PbCO3;
假设二: ;
假设三: 。
(4)为验证假设一是否成立,课题组进行如下研究:
①定性研究:请你完成下表中内容
| 实验步骤(不要求写出具体操作过程) | 预期的实验现象和结论 |
| 取一定量样品充分干燥, |
②定量研究:取26.7 mg的干燥样品,加热,测
得固体质量随温度的变化关系如下图。某同学
由图中信息得出结论:假设一不成立。你是否
同意该同学的结论,并简述理由:
高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能水处理剂,具有极强的氧化性。
(1)已知:4FeO42-+10H2O
4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑。K2FeO4在处理水的过程中所起的作用有 。
同浓度的高铁酸钾在pH为4.74、7.00、11.50的水溶液中最稳定的是pH= 的溶液。
(2)高铁酸钾有以下几种常见制备方法:
| 干法 | Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物 |
| 湿法 | 强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液 |
| 电解法 | 制备中间产物Na2FeO4,再与KOH溶液反应 |
①干法制备K2FeO4的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为____ 。
②湿法制备中,若Fe(NO3)3加入过量,在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4,此反应的离子方程式: 。
③制备中间产物Na2FeO4,可采用的装置如图所示,则阳极的电极反应
式为 。
![]()
(3)比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电,其总反应为:
3Zn+2K2FeO4+8H2O
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
放电时负极材料为 ,正极反应为: 。
(4) 25℃时,CaFeO4的Ksp=4.54×l0-9,若要使1000 L,含有2.0×l0-4 mol·L-l K2FeO4的废水中有CaFeO4沉淀产生,理论上至少加入Ca(OH)2的物质的量为 mol。