精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

工业废水随意排放会造成严重污染,根据成分不同可采用不同的处理方法。

1电池生产工业废水中常含有Cu2+等重金属离子,常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去。已知室温下Ksp(FeS)6.3×1018mol2·L2Ksp(CuS)1.3×1036mol2·L2

请用离子方程式说明上述除杂的原理      ????????????????????????????????????

FeS高温煅烧产生的SO2气体通入下列溶液中,能够产生沉淀的是????? (填序号)

ABa(NO3)2? ???? BBaCl2? ?? ? CBa(OH)2??? ???? D.溶有NH3BaCl2溶液

若将足量SO2气体通入0.2 mol·L1NaOH溶液,所得溶液呈酸性,则溶液中离子浓度由大到小的顺序为??????????????????????????

2采用电解法处理含有Cr2O72酸性废水,在废水中加入适量NaCl,用铁电极电解一段时间后,有Cr(OH)3Fe(OH)3沉淀生成,从而降低废水中铬元素的含量。若阳极用石墨电极则不能产生Cr(OH)3沉淀,用必要的化学语言说明原因___________________

3)废氨水可以转化成氨,氨再设计成碱性燃料电池。图是该燃料电池示意图,产生的X气体可直接排放到大气中。a电极作??????? 极(填”“”“),其电极反应式为??????? T下,某研究员测定NH3·H2O的电离常数为1.8×105NH4+的水解平衡常数为1.5×108(水解平衡也是一种化学平衡,其平衡常数即水解常数),则该温度下水的离子积常数为?????????? ,请判断T?????? 25(填”“)。

 

 

【答案】

1FeS(s)+Cu2+(aq)= CuS(s)+ Fe 2+aq

A C D

c(Na+)>c(HSO3-)> c (H+)>c(SO32-)> c(OH-)

(2)因为Fe电极在电解过程中产生还原性的Fe2+,将溶液中Cr2O72还原为Cr3+Cr2O726Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O。若改用石墨电极,阳极产生的是Cl2,不能将Cr2O72还原为Cr3+

3)负?? 2NH3+6OH6e=N2+6H2O??? 2.7×1013;>

【解析】

试题分析(1) FeS尽管难溶,也有一定的溶解度,在溶液中存在着沉淀溶解平衡:FeS(s) Fe2+(aq)+S2-(aq) ,由于Ksp(FeS)6.3×1018mol2·L2>>Ksp(CuS)1.3×1036mol2·L2,所以当溶液中含有Cu2+时,Cu2+就会与FeS电离产生的S2-结合产生更难溶的沉淀CuSCu2++ S2-=CuS↓FeS再溶解电离,产生的S2-再反应变为CuS沉淀。最终能够把溶液中的Cu2+完全沉淀除去。反应的两种方程式为:FeS(s)+Cu2+(aq)= CuS(s)+ Fe 2+( aq).? SO2+H2O=H2SO3,溶液显酸性。A.当向其中加入Ba(NO3)2时,也就相当于存在硝酸。硝酸有强氧化性,能把H2SO3氧化产生H2SO4.故会产生BaSO4沉淀。正确。B.假如能与BaCl2 发生反应,则反应的方程式为:BBaCl2+ SO2+H2O=BaSO3↓+2HCl. BaSO3能与HCl发生反应,所以在酸性环境不存在。即该反应是不能发生的。换句话说就是不能发生反应产生沉淀。C.酸性氧化物SO2能与碱发生反应:Ba(OH)2+ SO2=BaSO3↓+ H2O.正确。D.首先发生反应:2NH3+ SO2+H2O= (NH4)2SO3,然后发生:(NH4)2SO3+BaCl2= BaSO3↓+ 2NH4Cl .正确。因此选项为ACD由于SO2足量。所以反应的方程式为:SO2+NaOH=NaHSO3NaHSO3=Na++HSO3-HSO3-在溶液中存在电离平衡HSO3-H++SO32-和水解平衡HSO3-+ H2O H2SO3+OH-。电离使溶液显酸性,水解使溶液显碱性。因为所得溶液呈酸性,所以电离大于水解。c (H+)>c(OH-).在溶液中除了存在水解平衡外还存在H2O H++OH-SO32-只有HSO3-电离产生,所以c (H+)>c(SO32-) 。电解质的电离程度HSO3-> H2O。因此c(SO32-)> c(OH-)无论HSO3-是电离还是水解都要消耗,所以c(Na+)>c(HSO3-).因此溶液中各种离子的浓度关系为:c(Na+)>c(HSO3-)> c (H+)>c(SO32-)> c(OH-)(2) 用铁电极电解一段时间后, Fe(OH)3沉淀生成,说明Fe与电源的正极相连接,作阳极,被氧化发生还原反应:Fe-2e-=Fe2+.产生的Fe2+有还原性,能将溶液中Cr2O72还原为Cr3+,二者发生的反应为:Cr2O726Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2OCr3+Fe3+水解产生Cr(OH)3Fe(OH)3沉淀,从而可以降低废水中铬元素的含量。若阳极用石墨电极,则电极本身不参加反应,是溶液中的Cl-失去电子。在阳极产生的是Cl2,就不能将Cr2O72还原为Cr3+。(3)氨设计成碱性燃料电池,产生的X气体可直接排放到大气中。则XN2,a电极作负极,电极反应为2NH3+6OH6e=N2+6H2O。通入空气的电极为正极,发生反应:O2+4e-+2H2O=4OH-NH3·H2O NH4++OH-- NH4++ H2O H+ + NH3·H2O, .将两式相乘,可得c (H+)·c(OH-)=K(电离) ·K(水解) ·c(H2O)=Kw. 所以在该温度下水的离子积常数Kw=2.7×10-13.水是弱电解质,升高温度,促进水的电离,水电离产生的离子浓度增大,水的离子积常数也增大。由于2.7×10-13>1.0×10-14.所以温度高于25

考点:考查沉淀的转化、SO2的除去方法、含有Cr2O72酸性废水的电解法处理、原电池的反应原理及电极式的书写、弱电解质的电离平衡、盐的水解平衡、水的离子积常数的计算的知识。

 

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2012?东城区二模)SO2随意排放会造成严重的大气污染.下列是某小组同学设计处理烟气(主要含SO2、N2、O2、粉尘)中SO2的方法.
(1)方法一:利用氯碱工业产品处理含SO2的烟气,流程如下:

①“吸收装置”中发生反应的离子方程式是
SO2+OH-=HSO3-
SO2+OH-=HSO3-

②合成塔中每合成1mol 气体放出热量92.3kJ(25℃、101kPa),反应的热化学方程式是
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-184.6 kJ?mol-1
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-184.6 kJ?mol-1

③上述流程中循环利用的物质是
NaCl溶液
NaCl溶液

(2)方法二:利用FeCl3溶液的氧化性吸收烟气中的SO2
①该反应的离子方程式是
2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
(反应a).为验证该反应,同学们将SO2通入0.05mol?L-1 FeCl3溶液中,溶液很快由黄色变为红褐色;将溶液长时间放置后,最终变为浅绿色.关于红褐色液体,以下是同学们的分析推测与实验.
分析推测 实验步骤
甲:生成了Fe(OH)3胶体
乙:经查阅资料,可能发生反应:
Fe3++6SO2
Fe(SO2
 
3+
6
(反应b)
ⅰ.制备Fe(OH)3胶体并检验
ⅱ.分别向Fe(OH)3胶体和该红褐色液体中加入适量铁粉,振荡后前者不变色,后者变为浅绿色
②利用胶体的
丁达尔效应
丁达尔效应
(填性质)可以检验步骤ⅰ中是否得到了Fe(OH)3胶体;
③根据反应b,说明步骤ⅱ中液体颜色变化的原因是
加入铁粉时发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+,c(Fe3+)减小,使反应b逆向移动
加入铁粉时发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+,c(Fe3+)减小,使反应b逆向移动
(用离子方程式及必要的文字说明);
④经讨论后得出结论:FeCl3溶液和SO2反应过程中,反应a、b在体系中共存.请从化学反应速率和反应限度的角度分析,SO2通入FeCl3溶液中产生上述现象的原因是
由于化学反应速率:b>a,化学反应限度:a>b,所以产生上述现象
由于化学反应速率:b>a,化学反应限度:a>b,所以产生上述现象

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

SO2随意排放会造成严重的大气污染.下列是某小组同学设计处理烟气(主要含SO2、N2、O2、粉尘)中SO2的方法.
(1)方法一:利用氯碱工业产品处理含SO2的烟气,流程如下:

①“吸收装置”中发生反应的离子方程式是______;
②合成塔中每合成1mol 气体放出热量92.3kJ(25℃、101kPa),反应的热化学方程式是______;
③上述流程中循环利用的物质是______.
(2)方法二:利用FeCl3溶液的氧化性吸收烟气中的SO2
①该反应的离子方程式是______(反应a).为验证该反应,同学们将SO2通入0.05mol?L-1 FeCl3溶液中,溶液很快由黄色变为红褐色;将溶液长时间放置后,最终变为浅绿色.关于红褐色液体,以下是同学们的分析推测与实验.
分析推测实验步骤
甲:生成了Fe(OH)3胶体
乙:经查阅资料,可能发生反应:
Fe3++6SO2
Fe(SO2数学公式(反应b)
ⅰ.制备Fe(OH)3胶体并检验
ⅱ.分别向Fe(OH)3胶体和该红褐色液体中加入适量铁粉,振荡后前者不变色,后者变为浅绿色
②利用胶体的______(填性质)可以检验步骤ⅰ中是否得到了Fe(OH)3胶体;
③根据反应b,说明步骤ⅱ中液体颜色变化的原因是______(用离子方程式及必要的文字说明);
④经讨论后得出结论:FeCl3溶液和SO2反应过程中,反应a、b在体系中共存.请从化学反应速率和反应限度的角度分析,SO2通入FeCl3溶液中产生上述现象的原因是______.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源:东城区二模 题型:填空题

SO2随意排放会造成严重的大气污染.下列是某小组同学设计处理烟气(主要含SO2、N2、O2、粉尘)中SO2的方法.
(1)方法一:利用氯碱工业产品处理含SO2的烟气,流程如下:

精英家教网

①“吸收装置”中发生反应的离子方程式是______;
②合成塔中每合成1mol 气体放出热量92.3kJ(25℃、101kPa),反应的热化学方程式是______;
③上述流程中循环利用的物质是______.
(2)方法二:利用FeCl3溶液的氧化性吸收烟气中的SO2
①该反应的离子方程式是______(反应a).为验证该反应,同学们将SO2通入0.05mol?L-1 FeCl3溶液中,溶液很快由黄色变为红褐色;将溶液长时间放置后,最终变为浅绿色.关于红褐色液体,以下是同学们的分析推测与实验.
分析推测 实验步骤
甲:生成了Fe(OH)3胶体
乙:经查阅资料,可能发生反应:
Fe3++6SO2
Fe(SO2
 3+6
(反应b)
ⅰ.制备Fe(OH)3胶体并检验
ⅱ.分别向Fe(OH)3胶体和该红褐色液体中加入适量铁粉,振荡后前者不变色,后者变为浅绿色
②利用胶体的______(填性质)可以检验步骤ⅰ中是否得到了Fe(OH)3胶体;
③根据反应b,说明步骤ⅱ中液体颜色变化的原因是______(用离子方程式及必要的文字说明);
④经讨论后得出结论:FeCl3溶液和SO2反应过程中,反应a、b在体系中共存.请从化学反应速率和反应限度的角度分析,SO2通入FeCl3溶液中产生上述现象的原因是______.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源:2012年北京市东城区高考化学二模试卷(解析版) 题型:解答题

SO2随意排放会造成严重的大气污染.下列是某小组同学设计处理烟气(主要含SO2、N2、O2、粉尘)中SO2的方法.
(1)方法一:利用氯碱工业产品处理含SO2的烟气,流程如下:

①“吸收装置”中发生反应的离子方程式是______;
②合成塔中每合成1mol 气体放出热量92.3kJ(25℃、101kPa),反应的热化学方程式是______;
③上述流程中循环利用的物质是______.
(2)方法二:利用FeCl3溶液的氧化性吸收烟气中的SO2
①该反应的离子方程式是______(反应a).为验证该反应,同学们将SO2通入0.05mol?L-1 FeCl3溶液中,溶液很快由黄色变为红褐色;将溶液长时间放置后,最终变为浅绿色.关于红褐色液体,以下是同学们的分析推测与实验.
分析推测实验步骤
甲:生成了Fe(OH)3胶体
乙:经查阅资料,可能发生反应:
Fe3++6SO2
Fe(SO2(反应b)
ⅰ.制备Fe(OH)3胶体并检验
ⅱ.分别向Fe(OH)3胶体和该红褐色液体中加入适量铁粉,振荡后前者不变色,后者变为浅绿色
②利用胶体的______(填性质)可以检验步骤ⅰ中是否得到了Fe(OH)3胶体;
③根据反应b,说明步骤ⅱ中液体颜色变化的原因是______(用离子方程式及必要的文字说明);
④经讨论后得出结论:FeCl3溶液和SO2反应过程中,反应a、b在体系中共存.请从化学反应速率和反应限度的角度分析,SO2通入FeCl3溶液中产生上述现象的原因是______.

查看答案和解析>>

同步练习册答案