题文
电镀厂镀铜废水中含有CN-和Cr2O72-,需要处理达标后才能排放。该厂拟定下列流程进行废水处理:
回答下列问题:
(1)上述处理废水流程中主要使用的方法是________。
(2)②中反应后无气体放出,该反应的离子方程式为______________________________
__________________________________。
(3)步骤③中,每处理0.4 mol Cr2O72-时转移电子2.4 mol,该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(4)取少量待测水样于试管中,加入NaOH溶液,观察到有蓝色沉淀生成,再加Na2S溶液,蓝色沉淀转化成黑色沉淀,请使用化学用语和文字解释产生该现象的原因:
________________________________________________________________________。
(5)目前处理酸性Cr2O72-废水多采用铁氧磁体法。该法是向废水中加入FeSO4·7H2O,将Cr2O72-还原成Cr3+,调节pH,Fe、Cr转化成相当于FeⅡ[FeCr]O4(铁氧磁体,罗马数字表示元素价态)的沉淀。处理1 mol Cr2O72-,需加入a mol FeSO4·7H2O,下列结论正确的是________。A.x=0.5,a=8 B.x=0.5,a=10C.x=1.5,a=8D.x=1.5,a=10
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)氧化还原法
(2)CN-+ClO-=CNO-+Cl-
(3)3S2O32-+4Cr2O72-+26H+=6SO42-+8Cr3++13H2O
(4)Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓、Cu(OH)2(s)+S2-(aq)=CuS(s)+2OH-(aq),因为Ksp(CuS)
(5)D
解析
(1)废水的处理方法有沉淀法、吸咐法、中和法、混凝法、氧化还原法等。由上述流程图中反应②和反应③加入的试剂并对比反应前后的物质,可以发现两个反应均为氧化还原反应,故上述处理废水的主要方法是氧化还原法。(2)反应物为CN-和NaClO,生成物有CNO-,即CN-生成CNO-,相当于C由+2价升高至+4价,那么根据氧化还原反应得失电子守恒可知,ClO-在反应中元素化合价降低,题目提示无气体生成,故其中的+1价Cl转化为Cl-,因此离子方程式为CN-+ClO-=CNO-+Cl-。(3)由反应物S2O32-转化为生成物SO42-可知,Cr2O72-被还原,其中Cr元素化合价降低,设Cr2O72-被还原后Cr的化合价为+n,则有关系:1∶2×(6-n)=0.4∶2.4,所以n=3,即Cr2O72-被还原为Cr3+,因此该反应的离子方程式为3S2O32-+4Cr2O72-+26H+=6SO42-+8Cr3++13H2O。(4)先生成Cu(OH)2沉淀,加入Na2S后,Cu(OH)2沉淀转化为CuS沉淀。这是因为Cu(OH)2的溶解度比CuS的溶解度大,或者说Cu(OH)2的溶度积大于CuS的溶度积,难溶的电解质转化为更难溶的电解质。(5)生成铁氧磁体的物质的量为
mol,根据得失电子守恒有
×x=6,得x=1.5,a=
×(1+1.5)=10。
考点
据考高分专家说,试题“电镀厂镀铜废水中含有CN-和Cr2O72.....”主要考查你对 [氧化还原反应的配平 ]考点的理解。
氧化还原反应的配平
配平简介:
化学反应方程式严格遵守质量守恒定律,书写化学反应方程式写出反应物和生成物后,往往左右两边各原子数目不相等,不满足质量守恒定律,这就需要通过配平来解决。
配平原则:
(1)电子守恒原则:反应中还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数相等
(2)电荷守恒原则:若为离子反应,反应前后离子所带正负电荷总数相等
(3)质量守恒原则:反应前后各元素的原子个数相等
配平步骤:
(1)一标:标明反应前后化合价有变化的元素的化合价
(2)二等:通过求最小公倍数使化合价升降总值相等
(3)三定:确定氧化剂与还原剂的化学计量数
氧化剂(还原剂)化学计量数=降(升)价的最小公倍数÷1mol氧化剂(还原剂)降(升)价总数
(4)四平:用观察法配平其他物质的化学计量数
(5)五查:检查质量与电荷、电子是否分别守恒
配平技巧:
(1)逆向配平法:部分氧化还原反应、自身氧化还原反应等可用逆向配平法,即选择氧化产物、还原产物为基准物来配平(一般从反应物很难配平时,可选用逆向配平法)
例:
通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降,确定CrCl3、Cl2的计量数为2和3,然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法:设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1,其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例:P4O+Cl2→POCl3+P2Cl6
可令P4O前的系数为1,Cl2的系数为x,则
1P4O+xCl2→POCl3+3/2P2Cl6 ,再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法:先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价,然后计算出各元素化合价的升降值,并使元素化合价升降总数相等,最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例:Fe3C+HNO3=Fe(NO3)3+CO2↑+NO2↑+H2O
复杂化合物Fe3C按照常规方法分析,无法确定其Fe和C的具体化合价,此时可令组成物质的各元素化合价为零价,根据化合价升降法配平。
通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降,确定CrCl3、Cl2的计量数为2和3,然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法:设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1,其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例:P4O+Cl2→POCl3+P2Cl6
可令P4O前的系数为1,Cl2的系数为x,则
1P4O+xCl2→POCl3+3/2P2Cl6 ,再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法:先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价,然后计算出各元素化合价的升降值,并使元素化合价升降总数相等,最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例:Fe3C+HNO3=Fe(NO3)3+CO2↑+NO2↑+H2O
复杂化合物Fe3C按照常规方法分析,无法确定其Fe和C的具体化合价,此时可令组成物质的各元素化合价为零价,根据化合价升降法配平。
再用观察法确定物质的化学计量数。
(4)整体标价法:当某元素的原子在某化合物中有数个时,可将它作为一个整体对待,根据化合物中元素化合价代数和为零原则予以整体标价。
例:S+Ca(OH)2→CaSx+Ca2S2O3+H2O
生成物CaSx、Ca2S2O3中的Sx、S2作为一个整体标价为-2、+4价,则化合价升降关系为:
Sx 0→-2 降2×2
S2 0→+4 升4×1
即可配平。
(5)缺项配平法:一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量系数,再通过比较反应物与生成物,确定缺项(一般为H2O、H+或OH-),最后观察配平。
(6)有机氧化还原反应的配平:有机物中元素的化合价一般来讲,氢元素显+1价,氧元素显-2价,然后再根据化合价的代数和为零求酸碳元素的平均化合价。
氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤:
- 一般方法:从左向右配。
- 步骤:标变价,找变化,求总数,配系数。
- 标出元素化合价变化的始态和终态
- 求升价元素或降价元素化合价的变化数
- 求化合价变化数的最小公倍数,分别作为氧化剂或还原剂的系数
- 配平变价元素
- 用观察法配平其他元素
- 检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律(离子方程式还要看电荷是否守恒)
如:
特殊技巧:
配平时若同一物质内既有元素的化合价上升又有元素的化合价下降,若从左向右配平较困难,可以采用从右向左配平,成为逆向配平法。
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