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元素铬及其化合物工业用途广泛,但含+ 6价铬的污水会损害环境,必须进行处理某工厂...

元素铬及其化合物工业用途广泛,但含+ 6价铬的污水会损害环境,必须进行处理某工厂的处理工艺流程如下:

(1)请写出N2H4的电子式________

(2)下列溶液中可以代替上述流程中N2H4的是 ________ (填选项序号)。4

A.FeSO4溶液  B.浓HNO3溶液  C.酸性KMnO4溶液  D.Na2SO3溶液

(3)已知加入N2H4的流程中,N2H4转化为无污染的物质,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________

(4)Cr(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高,原因可用离子方程式表示为__________________

(5)实际工业生产中,有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3+的含量,其原理是Mn++nNaR=nNa++MRn,其中NaR为阳离子交换树脂,Mn+为要测定的离子。常温下,将pH=5的沉淀后的溶液经过阳离子交换树脂后,测得溶液中Na+比交换前增加了0.046g·L-1,则该条件下Cr(OH)3的Ksp的值为________

(6)在实际的含铬废水处理中,还可采用直接沉淀的方法,处理成本较低。

①已知含铬废水中存在着平衡,Cr2O72-和CrO42-在溶液中相互转化,请用离子方程式表示它们之间的转化反应________________

②在实际工业生产中,加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH,这样有利于沉淀的生成,则生成沉淀的化学式为______________

 

AD 2∶3 Cr(OH)3+OH-=[Cr(OH)4]- 或Cr(OH)3+OH-=CrO2- +2H2O 6.7×10-31 Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+ BaCrO4 【解析】含Cr2O72-离子的废水加入N2H4溶液调节溶液pH=2-3,重铬酸根离子被还原为Cr3+离子,再加入氢氧化钠溶液控制溶液pH生成Cr(OH)3。 (1)N2H4的电子式为,故答案为:; (2)可以代替上述流程中N2H4溶液,需要具有还原性,能还原重铬酸根离子。A.FeSO4溶液中亚铁离子具有还原性,可以还原Cr2O72-离子,故A符合; B.浓HNO3溶液具有强氧化性,不能表现还原性,不能还原Cr2O72-,故B不符合;C.酸性KMnO4 是强氧化剂不能还原Cr2O72-,故C不符合;D.Na2SO3溶液中亚硫酸根离子具有还原性,可以还原Cr2O72-,故D符合;故答案为:AD; (3)加入N2H4的流程中,N2H4转化为无污染的物质,即生成氮气和水,反应中N元素由-2价变成0价,化合价升高4,Cr元素化合价由+6价变成+3价,降低6,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:6=2:3,故答案为:2:3; (4)Cr(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似。如果加入NaOH溶液时溶液的pH过高,Cr(OH)3将被氢氧化钠溶解,离子方程式为Cr(OH)3+OH-=CrO2- +2H2O,故答案为:Cr(OH)3+OH-=CrO2- +2H2O; (5)阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3+的含量,其原理是Cr3++3NaR═3Na++CrR3,其中NaR为阳离子交换树脂,Mn+为要测定的离子Cr3+,Na+比交换前增加了4.6×10-2g•L-1,物质的量浓度=×10−2mol/L=2×10-3mol/L,计算被交换的离子Cr3+浓度=×2×10-3mol/L,Cr(OH)3(s)⇌3c(OH-)+c(Cr3+),将pH=5的废水经过阳离子交换树脂后,溶液中c(OH-)=10-9mol/L,Ksp=c3(OH-)c(Cr3+)=[10-9]3××2×10-3mol/L=6.7×10-31,故答案为:6.7×10-31; (6)①Cr2O72-和CrO42-在溶液中相互转化,离子方程式为Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,故答案为:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+; ②含铬废水中存在着平衡:Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+.在实际工业生产中,加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH,这样有利于沉淀的生成,氢氧根离子和氢离子反应生成水,促使平衡正向进行,有利于铬元素转化为铬酸钡沉淀,则生成沉淀的化学式为:BaCrO4;故答案为:BaCrO4。  
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近几年我国大面积发生雾霾天气,其主要原因是SO2NOx,挥发性有机物等发生二次转化,研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。

(1)在一定条件下,CH4可与NOx反应除去NOx,已知有下列热化学方程式:

①CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)       △H=-890.3 kJ·mol-1

②N2(g)2O2(g) 2NO2(g)      △H=+67.0 kJ·mol-1

③H2O(g)H2O(l)      △H=-41.0 kJ·mol-1

CH4(g)2NO2(g) CO2(g)2H2O(g)N2 (g)      △H_____kJ·mol-1

(2)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫,将得到的Na2SO3溶液进行电解,其中阴阳膜组合电解装置如图一所示,电极材料为石墨。

① a表示_____离子交换膜(填“阴”或“阳”)。A—E分别代表生产中的原料或产品。其中C为硫酸,则A表示_______

②阳极的电极反应式为____________________

(3)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸,其中SO2发生催化氧化的反应为: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。若在T1℃、0.1 MPa条件下,往一密闭容器通入SO2和O2 [其中n(SO2):n(O2)= 2:1],测得容器内总压强与反应时间如图二所示。

①图中A点时,SO2的转化率为________

②在其他条件不变的情况下,测得T2℃时压强的变化曲线如图所示,则C点的正反应速率v0(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为v0(正)_____vA(逆) (填“>"、“<”或“ = ”)。

③图中B点的压强平衡常数Kp=______。(Kp=压强平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)

(4)为了清除NO、NO2、N2O4对大气的污染,常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理。现有由a mol NO、b molNO2、c molN2O4组成的混合气体恰好被VL氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余),则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为______________

 

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水合肼(N2H4·H2O)又名水合联氨,无色透明,具有腐蚀性和强还原性的碱性液体,它是一种重要的化工试剂。利用尿素法生产水合肼的原理为:CO(NH2)2+2NaOH+NaC1O=Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl

实验一:制备NaClO溶液。(实验装置如图1所示)

(1)配制30%NaOH溶液时,所需玻璃仪器除量筒外还有______(填标号)。

A.玻璃棒   B.烧杯    C.烧瓶   D.容量瓶   E.胶头滴管

(2)锥形瓶中发生反应的离子方程式是___________________

实验二:制取水合肼。(实验装置如图2所示)

(3)①仪器A的名称为_______________

②反应过程中需控制反应温度,同时将分液漏斗中溶液缓慢滴入A中,如果滴速过快则会导致产品产率降低,同时产生大量氮气,写出该过程的化学反应方程式:__________,故分液漏斗中的溶液是______(填标号)。

A.CO(NH2)2溶液   B.NaOH和NaClO

③充分反应后,加热蒸馏A内的溶液,收集108~114℃馏分,即可得到水合肼的粗产品。

实验三:测定馏分中肼含量。

(4)称取馏分5.0g,加入适量NaHCO3固体,加水配成250mL溶液,移出25.00mL置于锥形瓶中,并滴加2〜3滴淀粉溶液,用0.10mol·L-1的I2溶液滴定。滴定过程中,溶液的pH保持在6.5左右。(已知:N2H4·H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O)

①滴定时,碘的标准溶液盛放在______(填"酸式”或“碱式”)滴定管中,本实验滴定终点的现象为____________________

②实验测得消耗I2溶液的平均值为18.00mL,馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质重分数为__________

 

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常温下,0.1 mol/L的H2C2O4溶液中H2C2O4、HC2O4-、C2O42-三者中所占物质的量分数(分布系数)随pH变化的关系如图所示。下列表述不正确的是

A. HC2O4-H++C2O42-,K=1×10-4.3

B. 将等物质的量的NaHC2O4、Na2C2O4溶于水中,所得溶液pH恰好为4.3

C. 常温下HF的K=1×10-3.45,将少量H2C2O4溶液加入到足量NaF溶液中,发生的反应为:H2C2O4+F-=HF+HC2O4-

D. 在0.1 mol/LNaHC2O4溶液中,各离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-)

 

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X、Y、Z、R、W是原子序数依次增大的五种短周期元素。Y和R同主族,可组成共价化合物RY2,Y和Z最外层电子数之和与W的最外层电子数相同,25℃时,0.1mol/L X和W形成化合物的水溶液pH=1。下列说法正确的是

A. Z与Y、Z与W形成的化合物的化学键完全相同

B. X与Y组成的简单氢化物的沸点高于X与R组成的简单氢化物的沸点,是因为非金属性Y>R

C. 简单离子的半径:Z>R>W>Y

D. Y、Z、W三种元素组成的化合物的水溶液可能显碱性

 

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2015年斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池,内部用AlCl4和有机阳离子构成电解质溶液,其放电工作原理如下图所示。下列说法不正确的是

A.放电时,铝为负极、石墨为正极

B.放电时,有机阳离子向铝电极方向移动

C放电时的负极反应为Al –3e- + 7AlCl4 = 4Al2Cl7

D充电时的阳极反应为Cn + AlCl4–e- = CnAlCl4

 

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