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3.含铬的废水具有毒性,必须进行处理才能排放.某同学取某工业强酸性废水中主要含有Cr3+,同时还含有少量的Fe2+、Fe3+和Al3+等,在实验室进行回收与再利用工艺.其主要流程处理如下

已知:Cr(OH)3$\stackrel{NaOH}{→}$NaCrO2$\stackrel{Cl_{2}}{→}$Na2CrO4$\stackrel{酸化}{→}$Na2Cr2O7
(1)操作Ⅰ的名称过滤,试剂甲作用是将Fe2+氧化成Fe3+,滤渣Ⅰ的主要成分为Fe(OH)3(写化学式).
(2)实验中所用NaOH溶液的浓度为6mol•L-1,现用NaOH固体配制250mL 6mol•L-1 的NaOH溶液,除烧杯、玻璃棒外,还必需用到的玻璃仪器有250mL容量瓶、胶头滴管.
(3)废水处理流程中生成滤渣Ⅲ的离子方程式为2H2O+A1O2-+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-
(4)对滤液Ⅳ进行冰浴便可得到Na2Cr2O7,过滤后,应用少量冷水洗涤Na2Cr2O7,其目的是除去晶体表面残留的杂质,减小Na2Cr2O7的损耗.
(5)已知铬对环境能造成严重污染.过去处理含铬废水的方法是废液中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)将Cr2O72-转化为毒性较低的Cr3+,再调节pH为8使铬元素沉降.
①Na2S2O5参加反应的离子方程式为3S2O52-+2Cr2O72-+10H+=6SO42-+4Cr3++5H2O.
②经上述工艺处理后的滤液中,理论上Cr3+浓度约为3.12×10-8mg•L-1.(已知Ksp[Cr(OH)3]≈6×10-31

分析 工业废水中含有Cr3+,同时还含有少量的Fe2+、Fe3+和Al3+等,且酸性较强,根据流程图知,工业废水中加入试剂甲后溶液中没有Fe2+,说明废水中的Fe2+被氧化生成Fe3+,甲应该具有强氧化性,且不能引进杂质,则试剂甲为双氧水;向溶液中加入过量NaOH溶液,Fe3+转化为氢氧化物沉淀,根据题给信息可知,Al3+、Cr3+和过量NaOH反应生成可溶性的钠盐,然后采用过滤方法得到滤渣I、滤液I,滤渣I为Fe(OH)3,滤液Ⅱ中含有NaAlO2、NaCrO2、NaOH,加入试剂病生成CrO42-,丙应具有氧化性,应为氯气,然后在滤液中通过过量的二氧化碳,可生成滤渣Ⅲ为Al(OH)3,滤液Ⅳ经冰浴、过滤得到Na2Cr2O7,以此解答该题.

解答 解:(1)由以上分析可知操作I用于分离固体和液体,为过滤操作,甲应该具有强氧化性,将Fe2+氧化成Fe3+,滤渣Ⅰ的主要成分为Fe(OH)3
故答案为:过滤;将Fe2+氧化成Fe3+;Fe(OH)3
(2)NaOH固体配制250mL 6mol•L-1 的NaOH溶液,需要用到称量、溶解、移液以及定容等操作,除烧杯、玻璃棒外,还必需用到的玻璃仪器有250 mL容量瓶、胶头滴管,
故答案为:250 mL容量瓶、胶头滴管;
(3)偏铝酸钠和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,所以废水处理流程中生成滤渣III的离子方程式为2H2O+A1O2-+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-,故答案为:2H2O+A1O2-+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-
(4)用少量冷水洗涤Na2Cr2O7,可除去晶体表面残留的杂质,减小Na2Cr2O7的损耗,
故答案为:除去晶体表面残留的杂质,减小Na2Cr2O7的损耗;
(5)①焦亚硫酸钠(Na2S2O5)将Cr2O72-转化为毒性较低的Cr3+,同时焦亚硫酸钠被氧化为硫酸钠,其反应的离子方程式为:3S2O52-+2Cr2O72-+10H+=6SO42-+4Cr3++5H2O;
故答案为:3S2O52-+2Cr2O72-+10H+=6SO42-+4Cr3++5H2O;
②pH约为8,则c(OH-)=10-6mol/L,已知Ksp[Cr(OH)3]≈6×10-31,c(Cr3+)=$\frac{6×1{0}^{-31}}{(1{0}^{-6})^{3}}$=6×10-13mol/L,则1L溶液中Cr元素的质量为6×10-13mol×52g/mol=3.12×10-11g=3.12×10-8mg,则理论上Cr3+浓度约为3.12×10-8mg/L,
故答案为:3.12×10-8

点评 本题考查物质的制备的综合应用,为高频考点和常见题型,把握物质的制备方法、溶度积常数的计算为解答的关键,注意信息的应用及相关计算,侧重分析与实验、计算能力的综合考查,题目难度中等.

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A.稀释前两酸溶液的物质的量浓度相等
B.稀释后,HA酸溶液的酸性比HB酸溶液强
C.a=5时,HA是强酸,HB是弱酸
D.若有等浓度的NaA溶液和NaB溶液,则溶液的碱性NaA>NaB

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2.下列有机反应属于同一反应类型的是(  )
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11.J为丁苯酞,它是一种治疗轻、中度急性脑缺血的药物,合成J的一种路线如下:

已知:①R-Br$→_{乙醚}^{Mg}$RMgBr

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③E的核磁共振氢谱只有一组峰;
④J是一种醋,分子中除苯环外还含有一个五元环.
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为取代反应; C中所含官能团的名称为溴原子、醛基.
(2)用系统命名法命名D:2-甲基丙烯; J 的结构简式为
(3)写出C与银氨溶液发生反应的化学方程式:
(4)G的同分异构体有多种,其中核磁共振氢谱有4组峰,且能与FeCl3溶液发生显色反应的结构有3种.
(5)由甲醛和化合物A经下列步骤可得到2-苯基乙醇:A$\stackrel{反应①}{→}$K$\stackrel{反应②}{→}$L$→_{II.H_{2}O}^{I.HCHO}$反应①的反应条件和试剂分别为光照、Br2;L的结构简式为

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18.甲醇是一种可再生能源,由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下:
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反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H3=-90.77kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的△H2=+41.19 kJ•mol-1
(2)反应Ⅲ能够自发进行的条件是较低温度(填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”).
(3)恒温,恒容密闭容器中,对于反应Ⅰ,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是BD.
A.混合气体的密度不再变化
B.混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1:3:1:1
D.甲醇的百分含量不再变化
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A.不同条件下反应,N点的速率最大
B.温度低于250℃时,随温度升高乙烯的产率增大
C.M点时平衡常数比N点时平衡常数大
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8.氢氧燃料电池已用于航天飞机.以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下:2H2+4OH--4e-═4H2O;O2+2H2O+4e-═4OH- 据此作出判断,下列说法中正确的是(  )
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15.如图所示为反应2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)的能量变化示意图.下列说法正确的是(  )
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12.以乙烯为原料合成化合物C的流程如下所示:

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13.可以用来鉴别甲烷和乙烯,还可以用来除去甲烷中乙烯的操作方法是(  )
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