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某硫酸工厂的酸性废水中砷(As)元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,工艺流程如下:
相关数据如下表,请回答以下问题:
表1.几种盐的Ksp
难溶物 | Ksp |
Ca3(AsO4)2 | 6.8×10-19 |
CaSO4 | 9.1×10-6 |
FeAsO4 | 5.7×10-21 |
污染物 | H2SO4 | As |
废水浓度 | 29.4g/L | 1.6g·L-1 |
排放标准 | pH 6~9 | 0.5mg·L-1 |
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亚氯酸钠(NaClO2)常用于水的消毒和砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是用过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
已知:NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O。
(1)吸收塔内发生反应的化学方程式为_____________________(配平化学方程式)。该工艺流程中的NaClO3、ClO2、NaClO2都是强氧化剂,它们都能和浓盐酸反应制取Cl2。若用二氧化氯和浓盐酸制取Cl2,当生成5 mol Cl2时,通过还原反应制得氯气的质量为________克。
(2)从滤液中得到的NaClO2·3H2O晶体的操作依次是__________(填写序号)。
a.蒸馏 b.灼烧 c.过滤 d.冷却结晶
(3)印染工业常用亚氯酸钠(NaClO2)漂白织物,漂白织物时真正起作用的是HClO2。下表是25℃时HClO2及几种常见弱酸的电离平衡常数:
①常温下,物质的量浓度相等的NaClO2、NaF、NaCN、Na2S四种溶液的pH由大到小的顺序为____________;体积相等,物质的量浓度相同的NaF、NaCN两溶液中所含阴阳离子总数的大小关系为:______________(填“前者大”“相等”或“后者大”)。
②Na2S是常用的沉淀剂。某工业污水中含有等浓度的Cu2+、Fe2+、Pb2+离子,滴加Na2S溶液后首先析出的沉淀是_______;当最后一种离子沉淀完全时(该离子浓度为10-5mol·L-1)此时的S2-的浓度为____。
已知
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亚磷酸(H3PO3)是二元酸,H3PO3溶液存在电离平衡:H3PO3H+ + H2PO3-。亚磷酸与足量NaOH溶液反应,生和Na2HPO3。
(1)①写出亚磷酸与少量NaOH溶液反应的离子方程式_____________________________________。
②某温度下,0.1000 mol·L-1的H3PO3溶液pH的读数为1.6,即此时溶液中c (H+) = 2.5×10-2 mol·L-1,除OH—之外其他离子的浓度由小到大的顺序是 ,该温度下H3PO3电离平衡的平衡常数K= 。(H3PO3第二步电离忽略不计,结果保留两位有效数字)
③向H3PO3溶液中滴加NaOH溶液至中性,所得溶液中c(Na+)_______ c(H2PO3-)+ 2c(HPO32-)(填“>”、 “<” 或“=”)。
(2)亚磷酸具有强还原性,可使碘水褪色,该反应的化学方程式_______________________。
(3)电解Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸,装置示意图如下:
说明:阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过。
①阴极的电极反应式为_____________________________。
②产品室中反应的离子方程式为_____________________。
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许多硫的含氧酸盐在医药、化工等方面有着重要的用途。
(1))重晶石(BaS04)常作胃肠道造影剂。
已知:常温下,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,向BaSO4悬浊液中加入硫酸,当溶液的pH=2时, 溶液中 c(Ba2+)= 。
(2)硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H20]常作分析剂。
①检验晶体中含有NH4+的方法为_______。
②等物质的量浓度的四种稀溶液:
a.(NH4)2Fe(SO4)2 b.NH4HSO4 c.(NH4)2SO4 d.(NH4)2SO3
其中C(NH4+)由大到小的顺序为 (填选项字母)。
(3)过二硫酸钾(K2S2O8)常作强氧化剂,Na2S2O3常作还原剂。
①K2S2O8溶液与酸性MnSO4溶液混合,在催化剂作用下,可以观察到溶液变为紫色, 该反应的离子方程式为
②用铂作电极,电解H2SO4和K2SO4的混合溶液可以制备K2S2O8,其阳极的电极反应式为_____ __电解过程中阴极附近溶液的pH将______ (填“增大”、“减小”或“不变”)
③产品中K2S2O8的含量可用碘量法测定。操作步骤为:称取0.3g产品于碘量瓶中,加50 mL水溶解;加入4.000 g KI固体(稍过量),振荡使其充分反应;加入适量醋酸溶液酸化,以______为指示剂,用0.1000 mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。重复2次,测得平均消耗标准液21.00mL。该产品中K2S2O8的质量分数为(杂质不参加反应) (列式并计算)。
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(1)大气中SO2含量过高会导致雨水中含有(填化学式) 而危害植物和建筑物。工厂排放的SO2尾气用饱和Na2SO3溶液吸收可得到重要化工原料NaHSO3,反应的化学方程式为 。
(2)已知NaHSO3的水溶液显酸性,比较其中SO32-、HSO3-、H2SO3三种粒子的浓度: > > 。
(3)SO2是空气质量报告的指标之一,可用SO2还原KIO3生成I2的反应测定空气中SO2含量。每生成0.01mol I2,参加反应的SO2为 mol。
(4)已知25℃时,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp (BaCO3)=2.6×10-9。下列说法不正确的是
A.25℃时,向BaSO4悬浊液中加入大量水,Ksp(BaSO4)不变
B.25℃时,向BaSO4悬浊液中加入Na2CO3溶液后,BaSO4不可能转化为BaCO3
C.向Na2SO4中加入过量BaCl2溶液后,溶液中c(SO42-)降低为零
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在80℃时,将0.8mol的A气体充入4L已抽空的固定容积的密闭容器中发生反应:A(g)mB(g)隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
时间(s) c(mol/L) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
c(A) | 0.20 | 0.14 | b | 0.09 | 0.09 | 0.09 |
c(B) | 0.00 | 0.12 | 0.20 | c | d | e |
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已知:Ksp(AgCl)=1.8×10—10,Ksp(AgI)=1.5×10—16 ,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10—12,Ag2CrO4为砖红色沉淀。
(1) AgCl、AgI、 Ag2CrO4三种饱和溶液中,Ag+浓度由大到小顺序是 。现将等体积2.0×10—4 mol·L-1的AgNO3溶液和一定浓度的Na2CrO4溶液混合,若要产生Ag2CrO4沉淀,则Na2CrO4溶液至少浓度为 mol·L-1。
(2) 在室温下,向0.02mol·L-1的Na2CrO4溶液中滴加0.01mol·L-1稀硫酸,溶液由黄色转变为橙红色的Na2Cr2O7,该平衡转化的离子方程式为 。Na2Cr2O7可用来鉴别NaCl和NaNO2,鉴别时发生的离子方程式为 。
(3) 工业酸性废水中含Cr2O72-离子会造成铬污染,排放前先将Cr2O72-还原成Cr3+,并转化成Cr(OH)3除去,工业上采用的方法是向废水中加入NaCl,以铁为电极进行电解,同时鼓入空气。结果溶液的pH值不断升高,溶液由酸性转变为碱性。在以上处理过程中,写出其阳极电极反应式: ,Cr2O72-转化为毒性较低的Cr3+的离子方程式为: 。
(4) 用AgNO3溶液滴定含Cl-的溶液,可测定溶液中的c(Cl-)。可滴入几滴 溶液为指示剂,滴定的终点现象为 。
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工业上以黄铜矿(主要成分是CuFeS2,杂质不溶于水和酸)为原料,制备蓝色晶体G,其化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,涉及流程如下:
已知25℃时,几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的pH范围如下表:
| Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp | 8.0×10-16 | 2.2×10-22 | 4.0×10-38 |
完全沉淀pH | ≥9.6 | ≥6.4 | ≥3.2 |
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重铬酸盐广泛用作氧化剂、皮革制作等。以铬矿石(主要成分是Cr2O3,含FeO、Al2O3、 SiO2等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程如下:
请回答下列问题:
(1)写出Cr2O3在高温焙烧时反应的化学方程式______________________
(2)写出硫酸酸化使Na-2CrO4转化为Na2Cr2O7的离子方程式 ______________。
(3)某工厂采用石墨电极电解Na2CrO4溶液,实 现了 Na2CrO4到 Na2Cr2O7的转化,其原理如图所示。
①钠离子交换膜的一种材料是聚丙烯酸钠(),聚丙烯酸钠单体的结构简式是________;
②写出阳极的电极反应式__________
(4) Na2Cr2O7可用于测定废水的化学耗氧量(即COD,指每升水样中还原性物质被氧化 所需要O2的质量)。现有某水样100.00 mL,酸化后加入C1 mol/L的Na2Cr2O7溶液 V1 mL,使水中的还原性物质完全被氧化(Cr2O72-还原为Cr3+);再用C2mol/L的FeSO4溶液滴定剩 余的Cr2O72-,结果消耗FeSO4溶液V2 mL。
①该水样的COD为______________mg/L;
②假设上述反应后所得溶液中Fe3+和Cr3+的物质的量浓度均为0.1 mol/L,要使Fe3 +沉 淀完全而Cr3+还未开始沉淀.则需调节溶液pH的范围是 _______.
(可能用到的数据:KSPFe(OH)3=4.0×10-38, KSPCr(OH)3=6.0×10-31,
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硫酸是强酸,中学阶段将硫酸在水溶液中看作完全电离。但事实是,硫酸在水中的第一步电离是完全的,第二步电离并不完全,其电离情况为:H2SO4=H++HSO4-,HSO4-H+ + S042-。
请回答下列有关问题:
(1)Na2SO4溶液呈_(填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”),其理由是_
(用离子方程式表示)。
(2)H2SO4溶液与BaC12溶液反应的离子方程式为_ 。
(3)在0.l0mol·L-1的Na2SO4溶液中,下列离子浓度关系正确的是_ (填写编号)。
A.c(Na+)=c(SO42-)+c(HSO4一)+c(H2SO4) |
B.c(OH-)="c(" HSO4-)+c(H+) |
C.c( Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO4-)+2c(SO42-) |
D.c( Na+)=2c(SO42-)+2c(HSO4-) |
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