【题目】在电镀车间的含铬酸性废水中,铬的存在形式有Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)两种,其中以Cr(Ⅵ)的毒性最大。电解法处理含铬废水如图,铬最终以Cr(OH)3沉淀除去。下列说法正确的是
A. Fe为阳极,反应为Fe-2e-=Fe2+
B. 阴极反应为Cr2O72-+7H2O+6e-=2Cr(OH)3↓+8OH-
C. 阳极每转移3mol电子,可处理Cr(Ⅵ)物质的量为1mol
D. 离子交换膜为质子交换膜,只允许H+穿过
【答案】A
【解析】
电解法处理含铬废水的原理是利用铁棒作阳极,在电解过程中,阳极上铁发生氧化反应生成亚铁离子,在酸性条件下,亚铁离子将六价铬离子还原成三价铬离子,亚铁离子被氧化成三价铁离子,同时由于阴极上水放电生成氢气产生OH-,OH-与溶液中Cr3+、Fe3+反应形成氢氧化物沉淀析出,达到废水净化的目的。
A项、在电解过程中,阳极上铁发生氧化反应生成亚铁离子,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,故A正确;
B项、Cr2O72-在阳极区被Fe2+还原为Cr3+,阴极上水放电放电生成氢气产生OH-,电极反应式为2H2O+2e-= H2↑+2 OH-,故B错误;
C项、阳极每转移3mol电子,有1.5mol Fe2+生成,由离子方程式Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3+
+7H2O+6Fe3+可知,1.5mol Fe2+还原0.25molCr2O72-,即可处理Cr(Ⅵ)物质的量为0.5mol,故C错误;
D项、Cr2O72-在阳极区与Fe2+反应生成Cr3+和Fe3+,阴极区水放电生成氢气产生OH-,Cr3+和Fe3+通过阳离子交换膜进入阴极区,与OH-反应生成氢氧化物沉淀,该离子交换膜不是质子交换膜而是阳离子交换膜,故D错误。
故选A。
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【题目】某试液中只可能含有K+、NH4+、Fe2+、Al3+、Cl-、SO42-、CO32-、AlO2- 中的若干种离子,离子浓度均为0.1 mol·L-1。某同学进行了如下实验,下列说法正确的是
A.无法确定原试液中是否含有Al3+、Cl-
B.滤液X中大量存在的阳离子有NH4+、Fe2+和Ba2+
C.无法确定沉淀C的成分
D.原溶液中存在的离子为NH4+、Fe2+、Cl-、SO42-
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【题目】中共十九大报告指出,加快水污染防治、实施流域环境和近岸海域综合治理、环境污染的治理是化学工作者研究的重要课题,也是践行“绿水青山就是金山银山”的重要举措。在适当的条件下,将CO2转化为甲醇、甲醚等有机物,既可降低CO2造成的温室效应对环境的影响,还可得到重要的有机产物。
(1)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=484 kJ/mol
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=50 kJ/mol
则2CH3OH(g)+3O2(g)= 2CO2(g)+4H2O(g) ΔH,ΔH=_____________。
(2)已知T K时,某恒容密闭容器中存在如下反应:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH<0,测得容器中不同时刻时各物质的浓度(mol/L)如下表所示:
c(CO2) | c(H2) | c(CH3OCH3) | c(H2O) | |
开始时 | a | b | 0 | 0 |
10 s时 | 3 | 0.5 | c | 1.5 |
①若反应开始到10s时间段内,v(H2)=_____________,既能提高反应速率,又能提高H2转化率的方法是________________________。
②若T K时,化学平衡常数K=15,则10 s 时v(正)_______v(逆)(填“>”“<”或“=”),此时CO2的转化率为________。
(3)一定条件下,向某恒容密闭容器中充入x mol CO2和y mol H2,发生的反应为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=50 kJ·mol1。
①下图1中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系曲线为______(填“a”或“b”),其判断依据是__________________________________。
②若x=2、y=3,测得在相同时间内不同温度下H2的转化率如图2所示,则在该时间段内,恰好达到化学平衡时,容器内的压强与反应开始时的压强之比为____________。
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【题目】以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备 Fe(OH)2,装置如图所示,其中电解池两极材料分别为铁和石墨,通电一段时间后,右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀。则下列说法正确的是( )
A. 石墨电极Ⅱ处的电极反应式为O2+4e-===2O2-
B. X是铁电极
C. 电解池中有1mol Fe溶解,石墨Ⅰ耗H2 22.4 L
D. 若将电池两极所通气体互换,X、Y两极材料也要互换。
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【题目】氮的化合物在生产、生活中广泛存在。
(1)键能是将1mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B所需的能量。已知下列化学键的键能如下表:
写出1mol气态肼(H2N-NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式________________。
(2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400℃、400℃、T℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
①该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
②乙容器在60min时达到平衡状态,则0~60min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=____________。
(3)用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1molNO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
①A、C两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)________Kc(C)(填“<”或“>”或“=”)。
②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是________(填“A”或“B”或“C”)点。
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【题目】电镀工业上,为了提高镀锌的效果,通常采用Zn(CN)42-溶液代替Zn2+溶液进行电解。请回答下列问题:
(1)元素锌在周期表中的位置为_____________,基态Zn的价电子排布式为_____________。
(2)Zn(CN) 42-所含元素中,电负性最大的元素是_____________,Zn(CN) 42-中含有的化学键类型有σ键和_____________。
(3)CN-中C的杂化类型为_____________,与CN-互为等电子体的单质为_____________。
(4)H2CO3与HNO3的酸性相差较大,请解释其原因_____________。
(5)N和Al可组成一种新型半导体材料AlN;AlN具有耐高温,耐磨性能。其晶体类型为_____________,其晶体结构如图,已知晶胞边长为apm,则AlN的密度为_____________(用含a、NA的代数式表示)g/cm3。
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【题目】哈伯法合成氨技术的相关反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-93kJ/mol
(1)试根据表中所列键能数据计算a的数值为_____________。
(2)在600℃下,向2L密闭容器中充入一定量的反应物并开始上述反应,图表示N2的物质的量随时间的变化曲线。
用H2表示0~10min内该反应的平均速率v(H2)= _____________,若该温度下K=0.0016L2/mol2,则在10min时c(H2)= _____________。
(3)在哈伯合成法中,平衡时NH3的体积分数与反应体系的压强(P)、温度(T)的关系如图B。则P1_____________P2(选填¨大于”、“小于”或¨不能确定”),其他条件相同,不同压强下在刚开始反应时反应物活化分子浓度较大的是_____________(选填“P1”、“P2”、“P3”或“不能确定”),在日本的合成氨工业中,选择合成温度为700℃的较高温,试从化学动力学的角度分析其理由是_____________。
(4)研究表明,合成氨的速率与相关物质的浓度的关系为v=kc(N2)c(H2)3/2c(NH3)-1,k为速率常数。能使合成氨的速率增大的措施是_____________。
A.使用更有效的催化剂
B.总压强一定,增大n(N2 )/n(H2)的值
C.升高反应温度
D.按照原来比值增大反应物的浓度
E.将原容器中NH3及时分离出来
(5)如图是利用NH3催化氧化释放出电能的电池结构示意图(氧化产物为无污染性气体),放电时O2应从_____________(填“a”或“b”)处通入,该电池负极的电极反应式为_____________。
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【题目】在特制的密闭真空容器中加入一定量纯净的氨基甲酸铵固体(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g) ΔH>0。下列说法中正确的是
A. 密闭容器中气体的平均相对分子质量不变则该反应达到平衡状态
B. 该反应在任何条件下都能自发进行
C. 再加入一定量氨基甲酸铵,可加快反应速率
D. 保持温度不变,压缩体积,NH3的浓度不变时,就达到了新的平衡
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【题目】在一容积固定的密闭容器中,可逆反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)达到平衡状态的标志是
A. 混合气体的密度保持不变
B. H2、I2、HI的分子数之比为1:1:2
C. 容器内混合气体的颜色不再发生变化
D. 1mol H—H键断裂的同时有2molH—I键形成
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