2021届+高三+化学+高考二轮复习+专题十 水溶液中的离子反应与平衡
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这是一份2021届+高三+化学+高考二轮复习+专题十 水溶液中的离子反应与平衡,共15页。试卷主要包含了水溶液中的离子反应与平衡等内容,欢迎下载使用。
专题十 水溶液中的离子反应与平衡
(建议用时:40分钟)
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。
1.室温下,1 L含0.1 mol HA和0.1 mol NaA的溶液a及加入一定量强酸或强碱后溶液的pH如下表(加入前后溶液体积不变):
溶液a
通入0.01 mol HCl
加入0.01 mol NaOH
pH
4.76
4.67
4.85
像溶液a这样,加入少量强酸或强碱后pH变化不大的溶液称为缓冲溶液。
下列说法正确的是
A.溶液a和 0.1 mol·L−1 HA溶液中H2O的电离程度前者小于后者
B.向溶液a中通入0.1 mol HCl时,A−结合H+生成 HA,pH变化不大
C.该温度下HA的Ka=10-4.76
D.含0.1 mol·L−1 Na2HPO4 与0.1 mol·L−1 NaH2PO4的混合溶液也可做缓冲溶液
答案:D
解析:A.溶液a为酸性,HA电离程度大于A-水解程度,相对于纯HA,同浓度下,溶液a中存在一部分A-,起始时有了一部分产物,所以溶液a和0.1 mol/L HA溶液中HA的电离程度前者小于后者,从而H2O的电离程度前者大于后者,A选项错误;
B.根据表中数据,向溶液a中通入0.1 mol HCl时,溶液a中一共只有1L含0.1mol NaA ,则完全消耗NaA,这就超出了缓冲溶液的缓冲范围了,NaA变成了HA,溶液便失去了缓冲能力,pH不可能变化不大,B选项错误;
C.HA的,由表可知,1 L含0.1 mol HA和0.1 mol NaA的溶液a的pH=4.76,但此时c(A-)不等于c(HA),故该温度下HA的Ka不等于10-4.76,C选项错误;
D.向0.1 mol·L−1 Na2HPO4 与0.1 mol·L−1 NaH2PO4的混合溶液中加入少量强酸或强碱,溶液的组成不会明显变化,故也可做缓冲溶液,D选项正确;
答案选D。
2.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量。常温下,将相同体积的盐酸和氨水分别加水稀释,溶液的电导率随加入水的体积V(H2O)变化的曲线如图所示,下列说法正确的是
A.曲线I表示盐酸加水稀释过程中溶液电导率的变化
B.a、b、c三点溶液的pH:a>b>c
C.将a、b两点溶液混合,所得溶液中:c(Cl-)=c(NH4+)+c(NH3·H2O)
D.氨水稀释过程中,c(NH4+)/ c(NH3·H2O)不断减小
【答案】B
【解析】A.加水稀释时,一水合氨进一步电离,导电能力变化较小,则曲线I为氨水稀释曲线,故A错误;
B.盐酸显酸性,氨水显碱性,导电能力越大,说明离子浓度越大,则a、b、c三点溶液的pH:a>b>c,故B正确;
C. 将a、b两点溶液混合,由于氨水浓度大于盐酸浓度,反应后氨水过量,所以溶液显碱性,c(Cl-)c(OH-)-c(H+)
C.将P点和N点的溶液混合,呈酸性
D.向N点的溶液中通入HCl至pH=7:c(Na+)>c(HX)=c(Cl-)>c(X-)
解析:选C。0.1 mol·L-1 HCl溶液是强酸溶液,HCl完全电离,所以溶液的pH=1;而0.1 mol·L-1 HX溶液的pH>1,说明HX是弱酸,A项正确;M点是等浓度的HX和NaX的混合溶液,溶液呈碱性,说明X-的水解程度大于HX的电离程度,所以M点c(HX)>c(X-),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(X-),结合物料守恒2c(Na+)=c(HX)+c(X-)可知,c(HX)-c(X-)=2c(OH-)-2c(H+),所以 c(HX)-c(X-)>c(OH-)-c(H+),B项正确;向N点的溶液中通入HCl至pH=7,此时溶液中有HX、NaCl和NaX,其中HX的浓度大于NaX,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(X-)+c(Cl-),结合物料守恒c(Na+)=c(HX)+c(X-)及溶液pH=7可知,溶液中c(Na+)>c(HX)=c(Cl-)>c(X-),D项正确。
5.常温下,向1 L 0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中不断加入固体NaOH后,NH与NH3·H2O的浓度变化趋势如图所示(不考虑体积变化和氨的挥发)。下列说法正确的是( )
A.M点溶液中水的电离程度比原溶液大
B.在M点时,n(OH-)-n(H+)=(a-0.05) mol
C.随着NaOH的加入,不断增大
D.当n(NaOH)=0.05 mol时,溶液中有 c(Cl-)>c(Na+)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
解析:选B。常温下,向1 L 0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中不断加入固体NaOH,发生反应:NH4Cl+NaOH ===NaCl+NH3·H2O。A.NH4Cl溶液中铵根离子水解,促进水的电离,M点溶液为等浓度的氯化铵、氯化钠和一水合氨的混合溶液,一水合氨抑制水的电离,故M点溶液中水的电离程度比原溶液小,错误;B.在M点时,溶液为等浓度的氯化铵、氯化钠和一水合氨的混合溶液,根据电荷守恒知n(H+)+n(Na+)+n(NH )=n(OH-)+n(Cl-),n(Na+)=a mol,n(Cl-)=0.1 mol,n(NH )=0.05 mol,则n(OH-)-n(H+)=(a-0.05) mol,正确;C.铵根离子的水解平衡常数Kh=,随着NaOH的加入,NH3·H2O 浓度不断增大,温度不变,Kh不变,不断减小,错误;D.当n(NaOH)=0.05 mol时,溶液为等浓度的氯化铵、氯化钠和一水合氨的混合溶液,一水合氨的电离程度大于铵根离子的水解程度,溶液呈碱性,离子浓度大小关系为c(Cl-) >c(NH)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+),错误。
6.(2019·天津南开区高三检测)室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误的是( )
A.三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHD
B.滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)
D.当中和百分数达100% 时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)
解析:选C。三种酸的浓度相等,根据图像在滴定前HA溶液的pH最小,酸性最强,HD溶液的pH最大,酸性最弱,说明HA的电离程度最大,电离常数最大,故三种酸的电离常数关系为KHA>KHB>KHD,A项正确;P点溶液中含有等物质的量的NaB与HB,此时溶液显酸性,说明HB的电离程度大于B-的水解程度,所以c(B-)>c(HB),由物料守恒:2c(Na+)=c(HB)+c(B-)知,c(Na+)介于c(B-)、c(HB)之间,B项正确;每种溶液中均存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-),X-代表A-、B-、D-,在pH=7时,c(H+)=c(OH-),c(Na+)=c(X-),而pH=7时,三种酸所消耗的NaOH的物质的量不相等,故三种溶液中c(Na+)不相等,则c(X-)也不相等,C项错误;中和百分数达100% 的三种溶液,其溶质分别是NaA、NaB、NaD,混合后溶液中的电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(B-)+c(D-)+c(OH-)①,此式中c(Na+)=c(Na+)[NaA]+c(Na+)[NaB]+c(Na+)[NaD],混合前的三种溶液中存在物料守恒:c(Na+)[NaA]=c(A-)+c(HA),c(Na+)[NaB]=c(B-)+c(HB),c(Na+)[NaD]=c(D-)+c(HD),消去①式中的c(Na+)和c(A-)、c(B-)、c(D-),得c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+),D项正确。
7.25℃时,向20mL0.1mol·L-1四氯金酸( HAuCl4)溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液,滴定曲线如图1,含氯微粒的物质的量分数(δ)随pH变化关系如图2,则下列说法不正确的是
A.b点溶液中存在关系:2c(H+)+ c(HAuCl4)=2c(OH-)+ c(AuCl4-)
B.X点描述的是滴定曲线中b点含氯微粒的物质的量分数δ与pH的关系
C.c点溶液中存在关系:c(Na+)=c(AuCl4-)
D.d点时,溶液中微粒浓度的大小关系为c(Na+)>c(AuCl4-)>c(OH-)>c(H+)
【答案】B
【解析】A.b点溶液为物质的量浓度相等的HAuCl4和NaAuCl4混合溶液,由电子守恒可知2c(H+)+2c(Na+)=2c(OH-)+ 2c(AuCl4-)①,由物料守恒可知:2c(Na+) =c(AuCl4-)+c(HAuCl4)②,由①-②得2c(H+)+c(HAuCl4)=2c(OH-)+c(AuCl4-),故A正确;
B.由题图1可知,起始20mL0.1mol·L-1HAuCl4溶液的pH=3,说明酸为弱酸,b点酸恰好反应掉一半,pH=5,说明酸的电离程度大于其酸根离子的水解程度,则b点两种含氯微粒的物质的量分数不可能相等,故B错误。
C.c点溶液的pH=7,根据电荷守恒可知,c(Na+)=c(AuCl4-),故C正确;
D.d点时,HAuCl4与NaOH恰好完全反应,此时溶液的溶质为NaAuCl4,AuCl4-水解,溶液显碱性,所以c(Na+)>c(AuCl4-)>c(OH-)>c(H+),故D正确。
故选B。
8.向一定浓度的Ba(OH)2溶液中滴加某浓度的NH4HSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积的变化如图所示。下列说法中正确的是( )
A.ab段反应的离子方程式为Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O
B.b点溶液中只存在H2O的电离平衡和BaSO4的沉淀溶解平衡
C.bc段之间存在某点,其溶液中:c(NH)=2c(SO)
D.c点溶液中:c(H+)+c(NH)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
解析:选C。b点时导电能力最弱,则n(NH4HSO4)=n[Ba(OH)2],ab段溶液中发生的反应为NH4HSO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+NH3·H2O+H2O,b点溶液中的溶质为NH3·H2O,所以b点溶液中存在H2O、NH3·H2O的电离平衡和BaSO4的沉淀溶解平衡,A、B错误;c点时导电能力最强,n(NH4HSO4)=2n[Ba(OH)2],bc段溶液中发生的反应为2NH4HSO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+(NH4)2SO4+2H2O,c点溶液中溶质为(NH4)2SO4,铵根离子水解显酸性,所以bc段之间存在某点,其溶液显中性,根据电荷守恒:c(H+)+c(NH)=2c(SO)+c(OH-),则c(NH)=2c(SO),C正确;c点溶液中2c(SO)>c(NH3·H2O),所以c(H+)+c(NH)>c(NH3·H2O)+c(OH-),D错误。
9.(山东省青岛市莱西第一中学2020届高三下学期质量检测)常温下,某浓度H2A溶液中滴加NaOH溶液,若定义pC=﹣lgC,则测得pC(H2A)、pC(HA-)、pC(A2-)变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线II表示pC(HA-)随pH的变化
B.常温下,=104.50
C.将等浓度等体积的Na2A与H2A溶液混合后,溶液显碱性
D.a、b、c三点对应的溶液,c(HA-)+c(A2-)+c(HA)始终不变
【答案】B
【解析】【分析】
(1)Pc随着pH的变化而变化,说明溶液中存在和,H2A是一元弱酸;
(2)pH越大,c(H+)越小,平衡右移程度越大,c(A2-)越大,pc(A2-)越小,所以Ⅲ是pc(A2-),pH越小,c(H+)越大,平衡左移程度越大,c(H2A)越大,pc(H2A)越小,所以Ⅱ是pc(H2A)和pH的关系曲线,Ⅰ是pc(HA-)和pH的关系曲线;
(3)Ka1=,用a点计算Ka1=c(H+)=10-0.8,Ka2=,用c点计算Ka2=c(H+)=10-5.3。
【详解】A.由分析可知,曲线II表示pc(H2A)随pH的变化,A错;
B.Ka1==,Ka2=,===104.50,B正确;
C.,用b点计算Kh1==10-3.05,由分析可知Ka1=10-0.8,所以Ka1>Kh1,所以将等浓度等体积的Na2A与H2A溶液混合后,溶液显酸性,C错误;
D.根据物料守恒,a、b、c三点对应的溶液,n(H2A)+n(HA﹣)+n(A2﹣)始终不变,但溶液体积改变,所以浓度之和发生改变,D错误。
答案选B。
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意。
10.(2020·山东等级考模拟)25 ℃时,向10 mL 0.10 mol·L-1的一元弱酸HA(Ka=1.0×10-3)中逐滴加入0.10 mol·L-1NaOH溶液,溶液pH随加入NaOH溶液体积的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a点时,c(HA)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
B.溶液在a点和b点时水的电离程度相同
C.b点时,c(Na+)=c(HA)+c(A-)+c(OH-)
D.V=10 mL时,c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)
解析:选A。A.a点时,pH=3,c(H+)=10-3 mol·L-1,由Ka=1.0×10-3,再根据电离常数的定义,则c(HA)=c(A-),根据电荷守恒c(A-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)和c(HA)=c(A-)可知,A正确。B.a点溶质为HA和NaA,pH=3,水电离的c(OH-)=10-11mol·L-1;b点溶质为NaOH和NaA,pH=11,c(OH-)=10-3mol·L-1,OH-是由NaOH电离和水电离两部分之和组成的,推断出由水电离出的c(OH-)10-11mol·L-1,B错误。C.根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)可得c(Na+)=c(A-)+c(OH-)-c(H+),假设C选项成立,则c(A-)+c(OH-)-c(H+)=c(HA)+c(A-)+c(OH-),推出c(HA)+c(H+)=0,故假设不成立,C错误。D.V=10 mL时,HA与NaOH恰好完全反应生成NaA, A-+H2OHA+OH-,水解后溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),即c(HA)>c(H+),D错误。
11.已知:25 ℃,NH3·H2O的电离平衡常数 Kb=1.76×10-5。25 ℃,向1 L 0.1 mol/L某一元酸HR溶液中逐渐通入氨,若溶液温度和体积保持不变,所得混合溶液的pH与lg变化的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.由图可推知,25 ℃时0.1 mol/L NaR溶液的pH约为10
B.当通入0.1 mol NH3时,所得溶液中:c(NH)>c(R-)>c(OH-)>c(H+)
C.pH=7时,所得溶液中:c(HR)c(A-)>c(HA)>c(OH-)
B.t ℃时,水的离子积Kw=1.0×10-13
C.t ℃时,一元酸HA的电离常数Ka=3.10×10-7
D.t ℃时,0.100 mol·L-1 NaA溶液中A-的水解率为0.80%
解析:选D。t ℃时,将0.200 mol·L-1的某一元酸HA与0.200 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,则混合后c(HA)=0.100 mol·L-1,c(NaOH)=0.100 mol·L-1,HA与NaOH发生反应NaOH+HA===NaA+H2O,反应恰好生成0.100 mol·L-1的NaA,根据物料守恒,c(HA)+c(A-)=0.100 mol·L-1,已知c(A-)=9.92×10-2mol·L-1,则c(HA)=0.100 mol·L-1-9.92×10-2mol·L-1=8×10-4mol·L-1,c(Na+)=0.100 mol·L-1,已知c(H+)=2.50×10-10mol·L-1,根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),则c(OH-)=0.100 mol·L-1+2.50×10-10mol·L-1-9.92×10-2mol·L-1>8×10-4mol·L-1。A项,所得溶液中,c(Na+)=0.100 mol·L-1,c(A-)=9.92×10-2mol·L-1,c(HA)=8×10-4mol·L-1,c(OH-)>8×10-4mol·L-1,c(OH-)>c(HA),因此所得溶液中,粒子浓度大小关系为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA),故A错误;B项,t ℃时,溶液中c(H+)=2.50×10-10mol·L-1,c(OH-)>8×10-4mol·L-1,则水的离子积Kw=c(H+)·c(OH-)>2.50×10-10×8×10-4=2.0×10-13>1.0×10-13,故B错误;C项,t ℃时,一元酸HA的电离常数Ka===3.10×10-8,故C错误;D项,t ℃时,0.100 mol·L-1的NaA溶液中,平衡时c(HA)=8×10-4mol·L-1,发生的水解反应为A-+H2OHA+OH-,则水解率=×100%=0.80%,故D正确。
13.亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,可用于农药中间体以及有机磷水处理剂的原料。常温下向1L0.5mol·L-1H3PO3溶液中滴加等浓度的NaOH溶液,混合溶液中含磷粒子的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.a、b两点,水分别电离出的c(OH-)水之比为10-6.54:10-1.43
B.b点对应溶液中存在:c(Na+)>3c(HPO32-)
C.当V(NaOH)=1L时,c(Na+)>c(H2PO3-)>c(H3PO3)>c(HPO32-)
D.反应H3PO3+HPO32-2H2PO3-的平衡常数为105.11
【答案】AD
【解析】【分析】A.a点、b点水电离出的c水(OH-)之比=:;
B.b点c(H2PO3−)=c(HPO32−),溶液pH=6.54<7,溶液呈酸性,则c(OH−)<c(H+),根据电荷守恒得c(Na+)<2c(HPO32−)+c(H2PO3−);
C.V(NaOH)=1L时,二者恰好完全反应生成NaH2PO3,H2PO3−水解平衡常数==10−7.46<Ka2,说明其电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,但是其电离程度较小;
D.c(H2PO3−)=c(H3PO3)时Ka1=c(H+)=10−1.43,c(H2PO3−)=c(HPO32−)时,Ka2=c(H+)=10−6.54,H3PO3+HPO32−⇌2H2PO3−的平衡常数为=×=×=。
【详解】A.a点、b点水电离出的c水(OH-)之比=:=10-6.54:10-1.43,故A正确;
B.b点c(H2PO3−)=c(HPO32−),溶液pH=6.54<7,溶液呈酸性,则c(OH−)<c(H+),根据电荷守恒得c(Na+)<2c(HPO32−)+c(H2PO3−),则c(Na+)<3c(HPO32−),故B错误;
C.V(NaOH)=1L时,二者恰好完全反应生成NaH2PO3,H2PO3−水解平衡常数==10−7.46<Ka2,说明其电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH−),根据电荷守恒得c(Na+)>c(H2PO3−),但是其水解程度较小,所以存在c(Na+)>c(H2PO3−)>c(HPO32-)>c(H3PO3),故C错误;
D.c(H2PO3−)=c(H3PO3)时Ka1=c(H+)=10−1.43,c(H2PO3−)=c(HPO32−)时,Ka2=c(H+)=10−6.54,H3PO3+HPO32−⇌2H2PO3−的平衡常数为=×=×===105.11,故D正确;
故答案选AD。
三、非选择题
14.(1)某温度(t ℃)时,水溶液中c(H+)和c(OH-)的关系如图所示,a点离子积Kw=________;该温度下,pH=12的NaOH溶液与pH=2的H2SO4溶液等体积混合,溶液呈________性。
(2)25 ℃时,向0.1 mol·L-1氨水中加入少量NH4Cl固体,当固体溶解后,测得溶液pH________,NH的物质的量浓度________。(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)体积相等的稀NaOH和CH3COOH溶液混合,若溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),则该溶液呈________(填“酸性”“碱性”或“中性”),混合前c(NaOH)________c(CH3COOH)(填“>”“<”或“=”)。
(4)用可溶性碳酸盐可以浸取CaSO4固体,写出溶液浸取过程中会发生反应的离子方程式:________________________________________________________________________
__________________________。该反应的平衡常数K的表达式为____________________。
解析:(1)a、b两点对应温度相同,离子积相同,所以a点离子积Kw=c(H+)·c(OH-)=10-6×10-6=1.0×10-12;pH=2的H2SO4溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,pH=12的NaOH溶液中c(OH-)= mol·L-1=1 mol·L-1,等体积混合时碱过量,溶液呈碱性。
(2)一水合氨为弱电解质,在溶液中存在电离平衡NH3·H2ONH+OH-,加入氯化铵时,铵根离子浓度增大,平衡逆向移动,溶液中氢氧根离子浓度减小,则pH减小。
(3)溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),若c(Na+)=c(CH3COO-),则c(OH-)=c(H+),所以溶液呈中性;醋酸钠溶液呈碱性,要使醋酸和氢氧化钠的混合溶液呈中性,则醋酸应该稍微过量,因为二者的体积相等,所以醋酸的物质的量浓度大于氢氧化钠的物质的量浓度。
(4)用可溶性碳酸盐浸取CaSO4固体的过程中发生反应的离子方程式为CaSO4(s)+COCaCO3(s)+SO(aq),该反应的平衡常数K=。
答案:(1)1.0×10-12 碱 (2)减小 增大 (3)中性 <
(4)CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq)
K=
15.三氯氧磷(POCl3)广泛用于农药、医药等生产。工业制备三氯氧磷的过程中会产生副产品亚磷酸(H3PO3)。请回答下列问题:
(1)三氯氧磷可由三氯化磷、水、氯气加热反应生成,反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)已知亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸,则Na2HPO3溶液中,各离子浓度的大小关系为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)常温下,将NaOH溶液滴加到亚磷酸(H3PO3)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示,则表示lg 的是曲线____________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),亚磷酸(H3PO3)的Ka1=____________,反应HPO+H2OH2PO+OH-的平衡常数的值是________。
解析:(2)由于H3PO3为二元弱酸,所以Na2HPO3为正盐;溶液中水解方程式和电离方程式为HPO+H2OH2PO+OH-、H2PO+H2OH3PO3+OH-、H2OH++OH-,其离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(HPO)>c(OH-)>c(H2PO)>c(H+)。
(3)根据第一步电离远大于第二步电离可知,表示 lg 的是曲线Ⅰ。
H3PO3H2PO+H+,
H2POH++HPO
Ka1==10-2.4×10=10-1.4,
Ka2==10-5.5×10-1=10-6.5,
所以反应HPO+H2OH2PO+OH-的平衡常数
K====10-7.5。
答案:(1)PCl3+H2O+Cl2POCl3+2HCl
(2)c(Na+)>c(HPO)>c(OH-)>c(H2PO)>c(H+)
(3)Ⅰ 10-1.4 10-7.5
16.利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下:
已知:酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等。
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有________、________。(答出两点)
(2)H2O2的作用是将滤液 Ⅰ 中的Cr3+转化为Cr2O,则此反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
(3)常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:
阳离子
Fe3+
Al3+
Cr3+
开始沉淀时的pH
2.7
—
—
沉淀完全时的pH
3.7
5.4(>8溶解)
9(>9溶解)
用NaOH调节溶液的pH不能超过8,其理由是____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)上述流程中,加入NaOH溶液后,溶液呈碱性,Cr2O转化为CrO,写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式:_____________________________________
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解析:(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是延长浸取时间、增大接触面积、适当升高温度或搅拌等。
(2)H2O2将Cr3+转化为Cr2O,H2O2做氧化剂,Cr3+被氧化,发生的反应为2Cr3++3H2O2+H2O===Cr2O+8H+,氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2。
(3)pH=8时,Fe3+、Al3+已沉淀完全,滤液Ⅱ中主要阳离子有Na+、Mg2+、Ca2+,pH>8时,会使Al(OH)3部分溶解,会影响Cr回收与再利用。
(4)流程中用SO2进行还原时,Na2CrO4被还原为CrOH(H2O)5SO4,SO2被氧化为SO,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒写出反应的离子方程式:3SO2+2CrO+12H2O===2CrOH(H2O)5SO4↓+SO+2OH-。
答案:(1)适当升高温度(加热) 搅拌(答案合理即可)
(2)3∶2
(3)pH超过8会使Al(OH)3部分溶解,最终影响Cr回收与再利用
(4)3SO2+2CrO+12H2O===2CrOH(H2O)5SO4↓+SO+2OH-
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