水是生命之源,廣西重金屬鎘污染事件是2012年1月15日發(fā)現(xiàn)的.水污染事件再次提醒人們保護(hù)水資源的必要性和緊迫性.工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它們會(huì)對(duì)人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大危害,必須進(jìn)行處理.常用的處理方法有兩種.
方法1:還原沉淀法.
該法的工藝流程為:
精英家教網(wǎng)
其中第①步存在平衡:
2CrO
 
2-
4
(黃色)+2H+?Cr2O
 
2-
7
(橙色)+H2O
(1)若平衡體系的 pH=2,該溶液顯
 
色.
(2)能說(shuō)明第①步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是
 
.(填序號(hào))
A.Cr2O
 
2-
7
和CrO
 
2-
4
的濃度相同
B.2v(Cr2O
 
2-
7
)=v(CrO
 
2-
4

C.溶液的顏色不變
(3)第②步中,還原 1mol Cr2O72-離子,需要
 
mol的FeSO4?7H2O.
(4)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)
常溫下,Cr(OH)3 的溶度積Ksp=c(Cr3+)?c3(OH-)=10-32,要使 c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH應(yīng)調(diào)至
 

方法2:電解法.
該法用 Fe 做電極電解含Cr2O72-的酸性廢水,隨著電解的進(jìn)行,在陰極附近溶液pH升高,產(chǎn)生 Cr(OH)3 沉淀.
(5)用Fe做電極的原因?yàn)?!--BA-->
 
(用電極反應(yīng)式解釋).
(6)在陰極附近溶液 pH 升高,溶液中同時(shí)生成的沉淀還有
 
.(用化學(xué)式表示)
(7)溶液中發(fā)生的總反應(yīng)為(用離子方程式表示)
 
分析:(1)pH=2,溶液呈酸性,有利于平衡向正反應(yīng)分析移動(dòng);
(2)得到平衡時(shí),各物質(zhì)的濃度不變;
(3)根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒來(lái)計(jì)算;
(4)根據(jù)溶度積常數(shù)以及水的離子積常數(shù)來(lái)進(jìn)行計(jì)算;
(5)陽(yáng)極是活性電極時(shí),陽(yáng)極本身失電子,生成陽(yáng)離子;
(6)溶液PH升高的原因是溶液中氫離子濃度減少,即氫離子在陰極得電子,PH升高,生成沉淀為 Cr(OH)3和Fe(OH)3;
(7)根據(jù)反應(yīng)物和生成物書(shū)寫離子方程式.
解答:解:(1)c(H+)增大,平衡2CrO42-(黃色)+2H+?Cr2O72-(橙色)+H2O右移,溶液呈橙色,故答案為:橙;
(2)平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度不再改變,即溶液的顏色不再改變,故答案為:C;
(3)根據(jù)電子得失守恒:n(Cr2O72-)×6=n(FeSO4?7H2O)×1,n(FeSO4?7H2O)=
1mol×6
1
=6mol,故答案為:6;
(4)當(dāng)c(Cr3+)=10-5mol/L時(shí),溶液的c(OH-)=
3
10-32
10-5
=10-9 mol/L,c(H+)═
10-14
10-9
=10-5mol/L,pH=5,即要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH應(yīng)調(diào)至5,故答案為:5;
(5)在電解法除鉻中,鐵作陽(yáng)極,陽(yáng)極反應(yīng)為Fe-2e-═Fe2+,以提供還原劑Fe2+,故答案為:Fe-2e-═Fe2+;
(6)在陰極附近溶液pH升高的原因是水電離產(chǎn)生的H+放電生成H2的同時(shí),大量產(chǎn)生了OH-,所以溶液中的Fe3+也將轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,故答案為:Fe(OH)3;
(7)反應(yīng)物為Cr2O72-和Fe2+,生成Fe(OH)3和Cr(OH)3,反應(yīng)的離子方程式為6Fe2++Cr2O72-+10OH-+7H2O=6Fe(OH)3↓+2Cr(OH)3↓,
故答案為:6Fe2++Cr2O72-+10OH-+7H2O=6Fe(OH)3↓+2Cr(OH)3↓.
點(diǎn)評(píng):本題考查了重鉻酸鈉的制取原理及除雜方法,涉及了電極知識(shí)的應(yīng)用,側(cè)重考查了學(xué)生的分析、理解等綜合能力,注意合理分析題中信息,難度中等.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2009?廣州二模)水是生命之源,2005年12月發(fā)生在我省的北江水污染事件再次提醒人們保護(hù)水資源的必要性和緊迫性.
(1)據(jù)報(bào)道,北江水污染事件是由于某冶煉廠設(shè)備檢修期間排放的廢水所致,推測(cè)其主要污染物是
重金屬離子
重金屬離子
.如果有害廢水已經(jīng)在河流中擴(kuò)散,為了盡量減少危害,對(duì)河水的處理應(yīng)該采取的措施是
利用上游水源稀釋
利用上游水源稀釋

(2)自來(lái)水的生產(chǎn)流程如圖,其中的試劑A、B、C分別可以選擇
明礬(或硫酸鐵等)
明礬(或硫酸鐵等)
、
活性炭
活性炭
、
Cl2(或ClO2、O3等)
Cl2(或ClO2、O3等)


(3)電鍍廠排放的廢水中含鉻(以Cr2O72-形式存在),常用電解的方法處理.電解時(shí),以鐵為陽(yáng)極,生成的Fe2+將Cr2O72-還原為Cr3+,產(chǎn)物再與電解時(shí)生成的OH-形成氫氧化物沉淀而除去.
①兩個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)分別為:陽(yáng)極
Fe-2e-=Fe2+
Fe-2e-=Fe2+
,陰極
2H++2e-=H2
2H++2e-=H2

②溶液中發(fā)生的總反應(yīng)為(用離子方程式表示)
6Fe2++Cr2O72-+10 OH-+7H2O=6Fe(OH)3↓+2Cr(OH)3
6Fe2++Cr2O72-+10 OH-+7H2O=6Fe(OH)3↓+2Cr(OH)3

(4)化學(xué)需氧量(COD)是水體質(zhì)量的控制項(xiàng)目這一,它是量廢水中還原性污染物的重要指標(biāo).COD是指用強(qiáng)氧化劑(我國(guó)采用K2Cr2O7)處理一定量水樣時(shí)消耗的氧化劑的量,并換算成以O(shè)2作為氧化劑時(shí),1L水樣所消耗O2的質(zhì)量(mg?L-1).現(xiàn)取某池塘水樣20.00mL,反應(yīng)消耗10.00mL0.0400mol?L-1K2Cr2O7溶液(反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為Cr3+).該水樣的COD為
960
960
mg?L-1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

[化學(xué)——化學(xué)與生活]

    下列內(nèi)容都與人們的生活和健康密切相關(guān),請(qǐng)根據(jù)要求填空:

   (1)學(xué)生要注意合理膳食,注意食品的多樣化,防止某種營(yíng)養(yǎng)成分過(guò)多或過(guò)少。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

        ①大米的主要成分在人體內(nèi)最終變成了             (填名稱)而被人體吸收。

②壞血病是由于缺乏維生素C而引起的,下列有關(guān)維生素C的說(shuō)法正確的是          。

        A.維生素C是脂溶性維生素,易在體內(nèi)積存

        B.維生素C可作食品添加劑

        C.維生素C雖然被稱為抗壞血酸,但它的水溶液并不呈酸性

       D.維生素C在水溶液中或受熱時(shí)很容易被氧化,所以生吃新鮮蔬菜要比熟吃時(shí)維生素C的損失少

③蔬菜、水果中維生素C的含量較高,缺乏維生素C的同學(xué)在膳食中應(yīng)該增加蔬菜、水果的攝入量,許多蔬菜、水果(如檸檬酸等)是                  (填“酸性食物”或“堿性食物”)。

   (2)下表是我國(guó)部分城市空氣質(zhì)量周報(bào),閱讀并回答下列問(wèn)題:

城市

污染

指數(shù)

首要

污染物

空氣質(zhì)量級(jí)別

城市

污染

指數(shù)

首要[來(lái)源:Zxxk.Com]

污染物

空氣質(zhì)量級(jí)別

北京

92

TSP

II

濟(jì)南

76

TSP

II

天津

82

TSP

II

武漢

83

NOx

II

哈爾濱

96

TSP

II

重慶

98

SOx

II

上海

74

NOx

II

長(zhǎng)沙

61

TSP

II

注:TSP——空氣中的飄塵

①最容易出現(xiàn)酸雨的城市是______;為減少城市酸雨的產(chǎn)生,可采取以下措施中的      。

        A.禁止用煤作燃料

        B.改善燃煤質(zhì)量,限制高硫煤炭的開(kāi)采

        C.向已酸化的土壤中加石灰

        D.調(diào)整和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),加快開(kāi)發(fā)和利用新能源。

②汽車尾氣(含有CO、SO2與NO等物質(zhì))是城市空氣的污染物,治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個(gè)催化轉(zhuǎn)換器,其特點(diǎn)是使CO與NO反應(yīng),生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無(wú)毒氣體,寫出CO與NO反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________________________________。

   (3)水是生命之源,動(dòng)植物的生命活動(dòng)與其密切相關(guān),回答下列問(wèn)題:?

①工業(yè)廢水中常含有不同類型的污染物,可采用不同的方法處理。以下處理措施和方法正確的是                。

選項(xiàng)

污染物

處理措施

方法類別

A

廢酸

加氫氧化鈉中和

中和法

B

Cu2+等重金屬離子

加硫酸鹽沉降

沉淀法

C

含苯廢水

用活性炭吸附

物理法

D

懸浮物

加明礬

混凝法

②我省湘江流域工廠較多,如果污水處理不當(dāng),容易造成工業(yè)污染。我國(guó)工業(yè)廢水中幾種污染物的最高允許排放濃度如下表:

污染物

主要存在形式

Hg2+

Cd2+

Pb2+

最高允許排放濃度/(mg·dm-3

0.05

0.1

1.0

現(xiàn)有某工廠每日排放的污水中汞的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(1×10-6)%,鎘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(2×10-5)%,鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(5×10-5)%(設(shè)該污水的密度為1 g/cm3)。根據(jù)計(jì)算該廠三項(xiàng)污染物中          超標(biāo)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2010年湖南省高考適應(yīng)性測(cè)試(理綜)化學(xué)部分 題型:填空題

[化學(xué)——化學(xué)與生活](15分)
下列內(nèi)容都與人們的生活和健康密切相關(guān),請(qǐng)根據(jù)要求填空:
(1)學(xué)生要注意合理膳食,注意食品的多樣化,防止某種營(yíng)養(yǎng)成分過(guò)多或過(guò)少。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
①大米的主要成分在人體內(nèi)最終變成了            (填名稱)而被人體吸收。
②壞血病是由于缺乏維生素C而引起的,下列有關(guān)維生素C的說(shuō)法正確的是         。
A.維生素C是脂溶性維生素,易在體內(nèi)積存
B.維生素C可作食品添加劑
C.維生素C雖然被稱為抗壞血酸,但它的水溶液并不呈酸性
D.維生素C在水溶液中或受熱時(shí)很容易被氧化,所以生吃新鮮蔬菜要比熟吃時(shí)維生素C的損失少
③蔬菜、水果中維生素C的含量較高,缺乏維生素C的同學(xué)在膳食中應(yīng)該增加蔬菜、水果的攝入量,許多蔬菜、水果(如檸檬酸等)是                 (填“酸性食物”或“堿性食物”)。
(2)下表是我國(guó)部分城市空氣質(zhì)量周報(bào),閱讀并回答下列問(wèn)題:

城市
污染
指數(shù)
首要
污染物
空氣質(zhì)量級(jí)別
城市
污染
指數(shù)
首要
污染物
空氣質(zhì)量級(jí)別
北京
92
TSP
II
濟(jì)南
76
TSP
II
天津
82
TSP
II
武漢
83
NOx
II
哈爾濱
96
TSP
II
重慶
98
SOx
II
上海
74
NOx
II
長(zhǎng)沙
61
TSP
II
注:TSP——空氣中的飄塵
①最容易出現(xiàn)酸雨的城市是______;為減少城市酸雨的產(chǎn)生,可采取以下措施中的     。
A.禁止用煤作燃料
B.改善燃煤質(zhì)量,限制高硫煤炭的開(kāi)采
C.向已酸化的土壤中加石灰
D.調(diào)整和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),加快開(kāi)發(fā)和利用新能源。
②汽車尾氣(含有CO、SO2與NO等物質(zhì))是城市空氣的污染物,治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個(gè)催化轉(zhuǎn)換器,其特點(diǎn)是使CO與NO反應(yīng),生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無(wú)毒氣體,寫出CO與NO反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________
______________________________。
(3)水是生命之源,動(dòng)植物的生命活動(dòng)與其密切相關(guān),回答下列問(wèn)題:?
①工業(yè)廢水中常含有不同類型的污染物,可采用不同的方法處理。以下處理措施和方法正確的是               。
選項(xiàng)
污染物
處理措施
方法類別
A
廢酸
加氫氧化鈉中和
中和法
B
Cu2+等重金屬離子
加硫酸鹽沉降
沉淀法
C
含苯廢水
用活性炭吸附
物理法
D
懸浮物
加明礬
混凝法
②我省湘江流域工廠較多,如果污水處理不當(dāng),容易造成工業(yè)污染。我國(guó)工業(yè)廢水中幾種污染物的最高允許排放濃度如下表:
污染物



主要存在形式
Hg2+
Cd2+
Pb2+
最高允許排放濃度/(mg·dm3
0.05
0.1
1.0
現(xiàn)有某工廠每日排放的污水中汞的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(1×106)%,鎘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(2×105)%,鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(5×105)%(設(shè)該污水的密度為1 g/cm3)。根據(jù)計(jì)算該廠三項(xiàng)污染物中         超標(biāo)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2012屆河南省焦作市高三第一次質(zhì)量檢測(cè)理綜化學(xué)部分(帶解析) 題型:填空題

(15分)水是生命之源,廣西重金屬鎘污染事件是2012年1月15日發(fā)現(xiàn)的。水污染事件再次提醒人們保護(hù)水資源的必要性和緊迫性。工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O和CrO,它們會(huì)對(duì)人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大危害,必須進(jìn)行處理。常用的處理方法有兩種。
方法1:還原沉淀法。
該法的工藝流程為:

其中第①步存在平衡:
2CrO(黃色)+2HCr2O(橙色)+H2O
(1)若平衡體系的 pH = 2,該溶液顯________色。
(2)能說(shuō)明第①步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是________。(填序號(hào))
A.Cr2O和CrO的濃度相同
B.2v(Cr2O)=v(CrO)
C.溶液的顏色不變
(3)第②步中,還原 1 mol Cr2O離子,需要______mol的FeSO4·7H2O。
(4)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)
常溫下,Cr(OH)3的溶度積Kspc(Cr3c3(OH)=1032,要使c(Cr3)降至105mol/L,溶液的pH應(yīng)調(diào)至________。
方法2:電解法。
該法用 Fe 做電極電解含Cr2O的酸性廢水,隨著電解的進(jìn)行,在陰極附近溶液 pH 升高,產(chǎn)生 Cr(OH)3沉淀。
(5)用Fe做電極的原因?yàn)開(kāi)_                    __(用電極反應(yīng)式解釋)。
(6)在陰極附近溶液 pH 升高,溶液中同時(shí)生成的沉淀還有________。(用化學(xué)式表示)
(7)溶液中發(fā)生的總反應(yīng)為(用離子方程式表示)                        。

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同步練習(xí)冊(cè)答案