【題目】、Cr3+對環(huán)境具有極強的污染性,含有、Cr3+的工業(yè)廢水常采用NaOH沉淀方法除去。
已知:①常溫下,Cr3+完全沉淀(c≤1.0×105 mol· L1) 時,溶液的pH為5;NaOH過量時Cr(OH)3溶解生成:Cr3++3OHCr(OH)3+H++H2O。②還原產(chǎn)物為Cr3+。③lg3.3=0.50。
請回答下列問題:
(1)常溫下,Cr(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp[Cr(OH)3]=___________。
(2)常溫下,向50 mL 0.05 mol·L1的Cr2(SO4)3溶液中加入1.0 mol·L1的NaOH溶液50 mL,充分反應后,溶液pH為______。
(3)為了測定工業(yè)廢水中Na2Cr2O7的濃度,進行如下步驟:
Ⅰ.取100 mL濾液;
Ⅱ.用c mol·L1的標準KMnO4酸性溶液滴定b mL一定濃度的FeSO4溶液,消耗KMnO4溶液b mL;
Ⅲ.取b mL濾液,用上述FeSO4溶液滴定,達到滴定終點時,消耗d mL FeSO4溶液。
①步驟Ⅱ中的滴定過程應選用_______(填“酸式”或“堿式”)滴定管,滴定管裝液前的操作是_______。
②步驟Ⅲ的濾液中Na2Cr2O7的含量為_______mol·L1。
(4)根據(jù)2+2H++H2O設計圖示裝置(均為惰性電極)電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7,圖中右側(cè)電極連接電源的______極,其電極反應為_______________。
【答案】1.0×1032 13.5 酸式 潤洗 正 4OH4eO2↑+2H2O
【解析】
(1)常溫下,Cr3+完全沉淀(c≤1.0×10-5mol/L)時,溶液的pH為5,據(jù)此計算Cr(OH)3的溶度積常數(shù);
(2)50mL0.05mol/L的Cr2(SO4)3溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液50mL,則混合后溶液中c(Cr3+)=0.05mol/L,c(OH-)=0.5mol/L,發(fā)生反應:Cr3++3OH-═Cr(OH)3,根據(jù)方程式計算;
(3)①步驟Ⅱ中所用的標準液為酸性高猛酸鉀溶液,具有強氧化性,需選用酸式滴定管,滴定管裝液前的操作是潤洗;
②根據(jù)氧化還原反應過程電子得失守恒計算;
(4)根據(jù)裝置圖分析,右側(cè)CrO4-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,左側(cè)NaOH稀溶液轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>NaOH濃溶液,則發(fā)生的反應應為2H2O+2e-=2OH-+H2↑,所以左側(cè)為陰極,右側(cè)為陽極,電解池陽極與外電源正極相連,陽極為物質(zhì)失去電子,發(fā)生氧化反應,據(jù)此寫出電極反應式。
(1)常溫下,Cr3+完全沉淀(c≤1.0×10-5mol/L)時,溶液的pH為5,溶液中c(OH-)=10-9mol/L,c(Cr3+)=10-5mol/L,則常溫下,Cr(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)c3(OH-)=1.0×10-32,故答案為:1.0×10-32;
(2)50mL0.05mol/L的Cr2(SO4)3溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液50mL,則混合后溶液中c(Cr3+)=0.05mol/L,c(OH-)=0.5mol/L,發(fā)生反應:Cr3++3OH-═Cr(OH)3,則反應后c(OH-)=0.5mol/L-0.15mol/L=0.35mol/L,所以充分反應后,溶液pH=14-pOH=14+lgc(OH-)=13.5,故答案為:13.5;
(3)①步驟Ⅱ中所用的標準液為酸性高猛酸鉀溶液,具有強氧化性,需選用酸式滴定管,滴定管裝液前的操作是潤洗,故答案為:酸式;潤洗;
②cmol/L的標準KMnO4酸性溶液滴定bmL一定濃度的FeSO4溶液,消耗KMnO4溶液bmL,Mn從+7價降為+2價,Fe從+2價升為+3價,根據(jù)電子得失守恒,存在反應關系:MnO4~5Fe2+,則滴定所用的FeSO4的濃度為c(Fe2+)=5cmol/L,取bmL濾液,用上述FeSO4溶液滴定,達到滴定終點時,消耗dmLFeSO4溶液,Cr從+6價降為+3價,Fe從+2價升為+3價,根據(jù)電子得失守恒,存在反應關系:Cr2O72-~6Fe2+,則bmL溶液中Na2Cr2O7的含量為= mol/L,故答案為: mol/L;
(4)根據(jù)裝置圖分析,右側(cè)CrO4-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,左側(cè)NaOH稀溶液轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>NaOH濃溶液,則發(fā)生的反應應為2H2O+2e-=2OH-+H2↑,所以左側(cè)為陰極,右側(cè)為陽極,電解池陽極與外電源正極相連,陽極為物質(zhì)失去電子,發(fā)生氧化反應,則其電極反應為:4OH--4e-═O2↑+2H2O,故答案為:正;4OH--4e-═O2↑+2H2O。
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【題目】可逆反應2NO22NO+O2在密閉容器中反應,達到平衡狀態(tài)的標志是
①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2
②單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO
③用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)
④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)
A.①③④B.②③C.①④D.①②③④
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【題目】質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)常作為電動汽車的動力源。該燃料電池以氫氣為燃料,空氣為氧化劑,鉑作催化劑,導電離子是H+。下列對該燃料電池的描述中正確的是( )
①正極反應為:O2+4H++4e-2H2O
②負極反應為:2H2-4e-4H+
③總的化學反應為:2H2+O22H2O
④氫離子通過電解質(zhì)向負極移動
A. ①② B. ②③④ C. ①② ③ D. ①②③④
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【題目】機動車排放的污染物主要有碳氫化合物、一氧化碳和氮氧化物等。
I.汽油燃油車上安裝三元催化轉(zhuǎn)化器,可有效降低汽車尾氣污染。
(1)已知:C(s)+O2(g) == CO2(g) △H1 = 393.5kJ·mol1
2C(s)+O2(g) == 2CO(g) △H2 = 221.0 kJ·mol1
N2(g)+O2(g) == 2NO(g) △H 3 = +180.5 kJ·mol1
CO和NO兩種尾氣在催化劑作用下生成N2(g)的熱化學方程式是______。
(2)研究CO和NO的催化反應,用氣體傳感器測得在某溫度下、一定體積的密閉容器中,不同時間NO和CO濃度如下表:
時間(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/(104mol·L1) | 10.0 | 4.50 | 2.50 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
c(CO)/(103mol·L1) | 3.60 | 3.05 | 2.85 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
①前4 s內(nèi)的平均反應速率υ(CO) =______mol·L1·s1。
②L、X可分別代表壓強或溫度。下圖表示L一定時,NO(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關系。X代表的物理量是______。判斷L1、L2的大小關系,并簡述理由:______。
II.柴油燃油車是通過尿素-選擇性催化還原(Urea-SCR)法處理氮氧化物。
Urea-SCR的工作原理為:尿素[CO(NH2)2]水溶液通過噴嘴噴入排氣管中,當溫度高于160℃時尿素水解,產(chǎn)生 NH3,生成的NH3與富氧尾氣混合后,加入適合的催化劑,使氮氧化物得以處理。
(3)尿素水解的化學方程式是______。
(4)下圖為在不同投料比[n(尿素)/n(NO)]時NO轉(zhuǎn)化效率隨溫度變化的曲線。
① 尿素與NO物質(zhì)的量比a______b(填“>”、“=”或“<”)
② 由圖可知,溫度升高,NO轉(zhuǎn)化效率升高,原因是______。溫度過高,NO轉(zhuǎn)化效率下降,NO的濃度反而升高,可能的原因是______(寫出一種即可)。
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【題目】水體砷污染已成為一個亟待解決的全球性環(huán)境問題,我國科學家研究零價鐵活化過硫酸鈉(Na2S2O8)去除廢水中的正五價砷[As(Ⅴ)],其機制模型如下。
零價鐵活化過硫酸鈉去除廢水中As(Ⅴ)的機制模型
資料:
Ⅰ.酸性條件下SO4·為主要的自由基,中性及弱堿性條件下SO4·和·OH同時存在,強堿性條件下·OH為主要的自由基。
Ⅱ.Fe2+、Fe3+形成氫氧化物沉淀的pH
離子 | 開始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe2+ | 7.04 | 9.08 |
Fe3+ | 1.87 | 3.27 |
(1)砷與磷在元素周期表中位于同一主族,其原子比磷多一個電子層。
① 砷在元素周期表中的位置是______。
② 砷酸的化學式是______,其酸性比H3PO4______(填“強”或“弱”)。
(2)零價鐵與過硫酸鈉反應,可持續(xù)釋放Fe2+,F(xiàn)e2+與S2O82反應生成Fe3+和自由基,自由基具有強氧化性,利于形成Fe2+和Fe3+,以確保As(Ⅴ)去除完全。
①S2O82中S的化合價是______。
②零價鐵與過硫酸鈉反應的離子方程式是______。
③Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的離子方程式是______。
(3)不同pH對As(Ⅴ)去除率的影響如圖。5 min內(nèi)pH = 7和pH = 9時去除率高的原因是______。
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【題目】三鹽基硫酸鉛(3PbO·PbSO4·H2O,其相對分子質(zhì)量為990)簡稱“三鹽”,不溶于水及有機溶劑。以鉛泥(PbSO4、PbO、Pb及其他雜質(zhì)等)為原料制備三鹽的工藝流程如下圖所示
已知:KSP(PbSO4)=1.82×10-8,KSP(PbCO3)=1.46×10-13請回答下列問題:
(1)寫出步驟①“轉(zhuǎn)化”的主要離子方程式_______。
(2)根據(jù)圖溶解度曲線,由濾液I得到Na2SO4固體的操作為:將“濾液1”________、______、用乙醇洗滌后干燥。
(3)步驟③“酸溶”,為提高酸溶速率,可采取的措施是____________(任意寫出一條)
(4)“濾液2”中可循環(huán)利用的溶質(zhì)為___(填化學式)。若步驟④“沉鉛”后的濾液中c(Pb2+)=1.82×10-5 mol·L-1,則此時c(SO42-)=____mol·L-1。
(5)步驟⑥“合成”三鹽的化學方程式為___________。
(6)若消耗100 t鉛泥,最終得到純凈干燥的三鹽49.5 t,假設鉛泥中的鉛元素有75.0%轉(zhuǎn)化為三鹽,則鉛泥中鉛元素的質(zhì)量分數(shù)為___。
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【題目】在容積不變的密閉容器中有如下反應:2SO2(g)+O2 (g)2 SO3(g);△H<0。某研究小組進行了當其他條件不變時,改變某一條件對上述反應影響的研究,下列分析正確的是
①圖Ⅰ研究的是溫度對化學平衡的影響,且乙的溫度較高
②圖Ⅱ研究的是催化劑對反應速率的影響,化學平衡不移動
③圖Ⅱ研究的是t0時刻通入氦氣增大體系壓強對反應速率的影響
④圖Ⅲ研究的是t0時刻增大O2的濃度對反應速率的影響
A. ①②B. ②③C. ②④D. ③④
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【題目】短周期主族元素W、X、Y、Z在周期表中的位置如圖所示,下列說法錯誤的是( )
A. 簡單氫化物沸點:X>Z
B. 用pH試紙可測得YZX和YZX4溶液分別顯堿性和中性
C. W的單質(zhì)可用于工業(yè)冶煉鐵、硅
D. 原子半徑:Y>W>X
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【題目】以苯酚為主要原料,經(jīng)下列轉(zhuǎn)化可合成高分子材料C和重要的有機合成中間體H(部分反應條件和產(chǎn)物已略去)
已知:R1CH2COOCH3+R2COOCH3+CH3OH
請回答下列問題:
(1)A→B的反應類型是___________。
(2)B→C的化學方程式為_________。
(3)D的官能團名稱是_________。
(4)E→F的化學方程式為_______。
(5)G的結(jié)構簡式是_________。
(6)F→G為兩步反應,中間產(chǎn)物的結(jié)構簡式是_______。
(7)芳香化合物M(C8H10O2)與E的水解產(chǎn)物互為同分異構體,1molM可與2 mol NaOH反應,其核磁共振氫譜中有3組峰且峰面積之比為3:1:1,則M的結(jié)構簡式是_________(寫出一種即可)。
(8)以CH3Cl、CH3ONa、NaCN為原料(其它無機試劑任選),結(jié)合題目已知信息,寫出制備CH3COCH2 COOCH3的合成路線(用結(jié)構簡式表示有機物,用箭頭表示轉(zhuǎn)化關系,箭頭上注明試劑和反應條件)。__________
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