6.工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理后方可排放.常用的处理方法有两种.
方法1:还原沉淀法.该法的工艺流程为:ClO${\;}_{4}^{2-}$$→_{①转化}^{H+}$Cl2O${\;}_{3}^{2-}$$→_{②还原}^{Fe_{2}+}$Cl3+$→_{③沉淀}^{OH-}$Cl(OH)3↓,其中第①步存在平衡:2CrO42- (黄色)+2H+?Cr2O72- (橙色)+H2O
(1)若第①步中平衡体系的pH=2,则该溶液显橙色;向该溶液中加入Ba(NO32溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀)则平衡向左移动(填“向左”或“向右”或“不变”),溶液颜色将变浅.
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是C(选填编号)
A.Cr2O72-和CrO42-的浓度相同    
B.2v(Cr2O72-)=v(CrO42-
C.溶液的颜色不变
(3)若改变条件使平衡状态的第①步反应向正反应方向移动,则该反应AB(选填编号)
A.平衡常数K值可以不改变   
B.再达平衡前正反应速率一定大于逆反应速率
C.Cr2O72-的浓度一定增大      
D.平衡移动时正反应速率一定先增大后减小
(4)第②步中,还原1mol Cr2O72-离子,需要6mol的FeSO4•7H2O.
(5)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)?Cr3+(aq)+3OH-(aq)
常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至5.
方法2:电解法.该法用Fe做电极电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解的进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀.
(6)①用Fe做电极的原因为阳极反应为Fe-2e-=Fe2+,提供还原剂Fe2+
②在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)2H++2e-=H2↑,溶液中同时生成的沉淀还有Fe(OH)3
20.碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关.
(1)C、CO、CO2在实际生产中有如下应用:
a.2C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{电炉}$Si+2CO        b.3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2
c.C+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H2           d.CO2+CH4$\stackrel{催化剂}{→}$CH3COOH
上述反应中,理论原子利用率最高的是d.
(2)有机物加氢反应中镍是常用的催化剂.但H2中一般含有微量CO会使催化剂镍中毒,在反应过程中消除CO的理想做法是投入少量SO2,为搞清该方法对催化剂的影响,查得资料:

则:①不用通入O2氧化的方法除去CO的原因是避免O2与Ni反应再使其失去催化作用.
②SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)△H=-270kJ/mol.
(3)汽车尾气中含大量CO和氮氧化物(NOx)等有毒气体.
①活性炭处理NO的反应:C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2 (g)△H=-a kJ•mol-1(a>0)若使NO更加有效的转化为无毒尾气排放,以下措施理论上可行的是:b.
a.增加排气管长度     b.增大尾气排放口  c.添加合适的催化剂    d.升高排气管温度
②在排气管上添加三元催化转化装置,CO能与氮氧化物(NOx)反应生成无毒尾气,其化学方程式是2xCO+2NOx $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2xCO2+N2
(4)利用CO2与H2反应可合成二甲醚(CH3OCH3).以KOH为电解质溶液,组成二甲醚----空气燃料电池,该电池工作时其负极反应式是CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O.
(5)电解CO制备CH4和W,工作原理如图丙所示,生成物W是NaHCO3,其原理用电解总离子方程式解释是4CO+3CO32-+5H2O=6HCO3-+CH4↑.
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