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重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。 I．某工业废水中主要含...

重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。

I．某工业废水中主要含有Cr3＋，同时还含有少量的Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋等，且酸性较强。为回收利用，通常采用如下流程处理：

注：部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表。

氢氧化物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Mg(OH)2

Al(OH)3

Cr(OH)3

pH

3.7

9.6

11.1

8

9(>9溶解)[

（1）氧化过程中可代替H2O2的最佳试剂是             (填序号)。

A．Na2O2     B．FeCl3     C．KMnO4

（2）加入NaOH溶液调整溶液pH＝8时，除去的离子是            (填序号)；已知钠离子交换树脂的原理：Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋，此步操作被交换除去的杂质离子是           (填序号)。

A．Fe3＋       B．Al3＋       C．Ca2＋       D．Mg2＋

II．酸性条件下，六价铬主要以Cr2O72-形式存在，工业上常用电解法处理含Cr2O72-的废水：该法用Fe作电极电解含Cr2O72-的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3沉淀。

（3）电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？          (填“能”或“不能”)，理由是：                  。

（4）电解时阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3＋的离子方程式为：                    。

（5）常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp＝1×10－32，当溶液中的c(Cr3＋)=10－5 mol·L－1时，pH=             。

 

（1）A （2）AB；CD （3）不能；阳极产生的Cu2＋不能使Cr2O72-还原到低价态 （4）Cr2 O72-＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O （5）5 【解析】 试题分析：I．某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，加双氧水把亚铁离子氧化为铁离子，同时Cr3+被氧化为Cr2O72-，加氢氧化钠调节pH=8，则Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，过滤，滤液中主要含有Cr2O72-、Ca2+和Mg2+等，通过钠离子交换树脂，除去Ca2+和Mg2+，然后加Na2S2O3把Cr2O72-还原为8Cr3+，再调节pH得到Cr(OH)(H2O)5SO4。 （1）加氧化剂主要目的是把亚铁离子氧化为铁离子，同时不能引入新的杂质，所以可以用Na2O2代替H2O2，故答案为：A； （2）根据表中数据可知，pH=8时，Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，则Fe3+、Al3+被除去；通过钠离子交换树脂，除去Ca2+和Mg2+；故答案为：AB；CD； II．（1）若用Cu电极来代替Fe电极，在阳极上铜失去电子得到的阳离子是铜离子，该离子不具有还原性，不能和重铬酸根之间发生反应，故答案为：不能；因阳极产生的Cu2+不能使Cr2O72-还原到低价态； （2）Cr2O72-具有强氧化性，可以将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为2Cr3+，反应的实质是：6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O，故答案为：6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O； （3）当c(Cr3+)=10-5mol/L时，溶液的c(OH-)==10-9 mol/L，c(H+)═=10-5mol/L，pH=5，即要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，溶液的pH应调至5，故答案为：5。 【考点定位】考查物质分离和提纯；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质 【名师点晴】本题考查了物质分离提纯的操作及方法应用、电解原理、难溶物溶度积的计算等，题目难度较大，涉及的知识点较多，注意掌握电解原理、难溶物溶度积的概念及计算方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力。对于AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)，平衡状态：溶度积Ksp=[An+]m•[Bm-]n，任意时刻：离子积Qc=[An+]m•[Bm-]n，Qc＞Ksp，有沉淀析出；Qc=Ksp，沉淀溶解平衡；Qc＜Ksp，无沉淀析出。  
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考点分析：
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（1）海水是巨大的资源宝库，工业上从海水中提取食盐和溴的过程如下：

操作Ⅱ发生反应的离子方程式为：                  ；如果用碳酸钠溶液代替操作Ⅱ中的二氧化硫水溶液，则生成物中溴的化合价分别为＋5和－1价，且操作Ⅲ中用稀硫酸代替氯气，请写出这种情况下操作Ⅲ中发生反应的离子方程式：          。

（2）溴苯是一种化工原料，可以用溴和苯反应合成。实验室合成溴苯的装置示意图如下：

   

 

苯

溴

溴苯

密度/g·cm－3

0.88

3.10

1.50

沸点/℃

80

59

156

水中溶解度

微溶

微溶

微溶

上表为苯、溴和溴苯的相关数据 ，回答下列问题：

在A中加入30.0mL无水苯和少量铁屑。在B中小心加入8.0mL液态溴。

向A中滴加液溴，反应一段时间后，点燃酒精灯加热蒸馏。

① A的容积最适合的是________(填编号)。

a．25mL            b．50mL            c．100mL            d．250mL

② 收集溴苯时，应根据_______(填“C1”或“C2”)所显示的温度，其温度应为__________。

③ 在反应开始后到收集溴苯之前，应先将F装置连接在D装置后，则用它可吸收承接到的所有物质有________________(填化学名称)。

④ 某化学小组设计如下实验方案，证明苯和溴发生的是取代反应而不是加成反应。

第一步：取少量反应后F装置中的溶液于试管中；

第二步：向其中加入过量的稀硝酸；

第三步：继续滴加少量的硝酸银溶液。

如果有浅黄色沉淀生成则证明苯和溴发生的是取代反应。该实验方案________(填“合理”或“不合理”)，理由是：                      。

 

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工业废气的氮氧化物(如NO、NO2等，用通式NOx表示)是主要的大气污染物之一。为了保护环境，工业上常通入氨气与之发生如下反应：NOx+NH3→N2+H2O。有关此反应，下列说法中错误的是

A．N2既是氧化产物又是还原产物

B．反应通式配平为6NOx+4xNH3=(3+2x)N2+6xH2O

C．当x=1时，每生成2.5mol N2，被氧化的气体有3mol

D．当x=2时，有1mol气体被还原时，转移的电子为4mol

 

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物质制备过程中离不开物质的提纯。以下除杂方法不正确的是

选项

目的

原理

A

除去Na2CO3固体中的NaHCO3

置于坩埚中加热至恒重

B

除去NaCl中少量KNO3

将混合物制成热饱和溶液，冷却结晶，过滤

C

除去CO2中的HCl气体

通过NaHCO3溶液，然后干燥

D

除去C2H5Br中的Br2

加入足量的Na2SO3溶液，充分振荡，分液

 

 

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下列解释事实的化学方程式或离子方程式，不正确的是

A．工业上可用电解法制备Mg：MgCl2(熔融) Mg + Cl2↑[

B．向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2：Ca2+ + 2ClO－＋H2O＋CO2 == 2HClO ＋CaCO3↓

C．用CaSO4治理盐碱地：CaSO4(s) + Na2CO3(aq) == CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

D．用FeSO4除去酸性废水中的Cr2O72-：Cr2O72- + Fe2+ + 14H+ == 2Cr3+ + Fe3+ + 7H2O

 

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常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是

A．滴入酚酞试液显红色的溶液中：K+、Na+、Cu2+、SO42－

B．在c(H+)/c(OH－)=10－12的溶液中：K+、Ba2+、Cl－、ClO－

C．水电离产生的c(H+)=10－13mol•L－1 的溶液中：Na+、Cl－、NO3－、CH3COO－

D．pH=0的溶液中：Na+、NO3－、S2－、Cl－

 

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