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陽澄湖在從“生產(chǎn)養(yǎng)殖水體”向“生態(tài)旅游水體”轉(zhuǎn)型,湖水的化學(xué)耗氧量(COD)有明顯下降。COD值是指氧化1L水樣中還原性物質(zhì)所消耗O2的質(zhì)量(常用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定,并換算成O2的質(zhì)量)。
已知:i)溶液中Cr2
O
2
-
7
+H2O2?2
C
r
O
2
-
4
+2H+;六價(jià)鉻[Cr(VI)]在pH>6.5時(shí)主要以
C
r
O
2
-
4
形式存在,pH<6.5時(shí)主要以Cr2
O
2
-
7
形式存在;
ii)Cr2
O
2
-
7
有強(qiáng)氧化性,還原產(chǎn)物為Cr3+
iii)Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12、Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。
(1)水樣COD的測(cè)定:量取20.00mL水樣,加入V1mL0.2500mol?L-1K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液混合,在Ag+催化和強(qiáng)酸性條件下充分氧化;再用0.1200mol?L-1(NH42Fe(SO42溶液滴定剩余的K2Cr2O7,消耗V2mL(NH42Fe(SO42溶液。試回答:
①水樣進(jìn)行氧化時(shí)需保持強(qiáng)酸性的目的有:一是降低
C
r
O
2
-
4
濃度,以免將Ag+沉淀而影響催化活性;二是
防止Cr2
O
2
-
7
轉(zhuǎn)化為
C
r
O
2
-
4
防止Cr2
O
2
-
7
轉(zhuǎn)化為
C
r
O
2
-
4
。
②計(jì)算水樣的COD(單位:mg?L-1
根據(jù)反應(yīng)為Cr2
O
2
-
7
+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O計(jì)算剩余K2Cr2O7的物質(zhì)的量為
1
6
n(Fe2+)=2V2×10-5mol,水樣中的還原物質(zhì)消耗K2Cr2O7的物質(zhì)的量為2.5V1×10-4mol-2.0V2×10-5mol,結(jié)合關(guān)系式2K2Cr2O7~12e-~3O2計(jì)算水樣中還原性物質(zhì)所消耗O2的物質(zhì)的量n(O2)=
3
2
n(K2Cr2O7)=1.5(2.5V1×10-4-2V2×10-5)mol,水樣的COD為
48
0
.
25
V
1
-
0
.
02
V
2
mg
0
.
02
L
=(600V1-48V2)mg/L
根據(jù)反應(yīng)為Cr2
O
2
-
7
+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O計(jì)算剩余K2Cr2O7的物質(zhì)的量為
1
6
n(Fe2+)=2V2×10-5mol,水樣中的還原物質(zhì)消耗K2Cr2O7的物質(zhì)的量為2.5V1×10-4mol-2.0V2×10-5mol,結(jié)合關(guān)系式2K2Cr2O7~12e-~3O2計(jì)算水樣中還原性物質(zhì)所消耗O2的物質(zhì)的量n(O2)=
3
2
n(K2Cr2O7)=1.5(2.5V1×10-4-2V2×10-5)mol,水樣的COD為
48
0
.
25
V
1
-
0
.
02
V
2
mg
0
.
02
L
=(600V1-48V2)mg/L
。(寫出必要的計(jì)算過程)
(2)測(cè)定廢液的處理:COD測(cè)定所產(chǎn)生的酸性廢液中含有Cr2
O
2
-
7
、Cr3+、Fe3+、Ag+等,處理流程如圖。
菁優(yōu)網(wǎng)
①固體Ⅰ可溶于濃氨水,反應(yīng)的離子方程式為
AgCl+2NH3?H2O=[Ag(NH32]Cl+2H2O
AgCl+2NH3?H2O=[Ag(NH32]Cl+2H2O
。
②可排放溶液中
c
C
r
3
+
c
F
e
3
+
=
2.4×108
2.4×108
。(計(jì)算結(jié)果用科學(xué)記數(shù)法,并保留兩位有效數(shù)字)。
③氧化石墨烯(AGO)可以吸附去除Cr(VI)。已知AGO表面Zeta電位(數(shù)值表示吸附劑表面電荷的電性和電荷數(shù)相對(duì)大?。╇SpH變化的曲線如圖。當(dāng)pH為4.0~6.0時(shí),AGO對(duì)Cr(Ⅵ)的去除率較高,可能的原因是
AGO表面的Zeta電位較高,所帶的正電荷較多,此時(shí)鉻元素主要以Cr2
O
2
-
7
HC
r
O
-
4
形式存在,故此時(shí)去除率較高
AGO表面的Zeta電位較高,所帶的正電荷較多,此時(shí)鉻元素主要以Cr2
O
2
-
7
、
HC
r
O
-
4
形式存在,故此時(shí)去除率較高
。
菁優(yōu)網(wǎng)

【答案】防止Cr2
O
2
-
7
轉(zhuǎn)化為
C
r
O
2
-
4
;根據(jù)反應(yīng)為Cr2
O
2
-
7
+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O計(jì)算剩余K2Cr2O7的物質(zhì)的量為
1
6
n(Fe2+)=2V2×10-5mol,水樣中的還原物質(zhì)消耗K2Cr2O7的物質(zhì)的量為2.5V1×10-4mol-2.0V2×10-5mol,結(jié)合關(guān)系式2K2Cr2O7~12e-~3O2計(jì)算水樣中還原性物質(zhì)所消耗O2的物質(zhì)的量n(O2)=
3
2
n(K2Cr2O7)=1.5(2.5V1×10-4-2V2×10-5)mol,水樣的COD為
48
0
.
25
V
1
-
0
.
02
V
2
mg
0
.
02
L
=(600V1-48V2)mg/L;AgCl+2NH3?H2O=[Ag(NH32]Cl+2H2O;2.4×108;AGO表面的Zeta電位較高,所帶的正電荷較多,此時(shí)鉻元素主要以Cr2
O
2
-
7
HC
r
O
-
4
形式存在,故此時(shí)去除率較高
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:33引用:2難度:0.6
相似題
  • 1.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡(jiǎn)化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(Fe主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO43+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請(qǐng)回答下列問題:
    (1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
     
    。
    (2)檢驗(yàn)第Ⅱ步中Fe3+是否完全被還原,應(yīng)選擇
     
    (填字母編號(hào))。
    A.KMnO4溶液   B.KCl溶液   C.KSCN 溶液
    (3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH到5.2,此時(shí)Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡,通入空氣引起溶液pH降低的原因是
     
    。
    (4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。
    已知25℃,101kPa時(shí):
    4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H=-1648kJ/mol
    C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393kJ/mol
    2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)═2FeCO3(s)△H=-1480kJ/mol
    FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是
     

    (5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
     

    (6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%,將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其它雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì),按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3
     
    kg。

    發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:495引用:3難度:0.3
  • 2.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡(jiǎn)化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為FeS2+7Fe2(SO43+8H2O═15FeSO4+8H2SO4,不考慮其他反應(yīng),請(qǐng)回答下列問題:
    (1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
     

    (2)檢驗(yàn)第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
     
    (填字母編號(hào))。
    A.KMnO4溶液B.K3[Fe(CN)6]溶液C.KSCN溶液
    (3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時(shí)Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是
     

    (4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料,已知25℃,101kPa時(shí):
    4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H=-1 648kJ?mol-1
    C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393kJ?mol-1
    2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)═2FeCO3(s)△H=-1 480kJ?mol-1FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是
     

    (5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+FeS2═Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
     
    。
    (6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將akg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入ckg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì)。按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3
     
    kg.(不需計(jì)算,寫出表達(dá)式即可)

    發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:28引用:2難度:0.5
  • 3.四氧化三錳用于電子工業(yè)生產(chǎn)軟磁鐵氧體,用作電子計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)信息的磁芯。以工業(yè)硫酸錳為原料(含有少量CaO、MgO、Ca(OH)2等物質(zhì))制備Mn3O4的工藝流程如圖:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    已知:①氧化時(shí)鼓入空氣使溶液的電位迅速上升;
    ②四氧化三錳中錳的化合價(jià)與四氧化三鐵中鐵的化合價(jià)類似。
    回答下列問題:
    (1)為提高“溶解”效率,可采取的措施有
     
    。
    (2)濾渣的主要成分是
     

    (3)氧化時(shí),生成Mn3O4的離子方程式為
     
    產(chǎn)生氨氣以回收利用。
    (4)向母液可加入
     
    。
    A.CaO
    B.稀氫氧化鈉溶液
    C.氫氧化鈣固體
    D.(NH42CO3
    (5)通過對(duì)上述“氧化”工藝進(jìn)行數(shù)據(jù)收集及資料分析可知溶液電位與pH等關(guān)系如圖所示
    菁優(yōu)網(wǎng)
    氧化時(shí)N2H4?H2O的作用是
     

    (6)四氧化三錳的其他制法:
    ①熱還原法:
    在甲烷氣體存在下,將Mn2O3還原成Mn3O4的化學(xué)方程式為
     
    。
    ②電解法:
    利用電解原理,制備四氧化三錳裝置如圖所示。(電極材料均為惰性電極,<代表電子流向)
    菁優(yōu)網(wǎng)
    電源正極為
     
     (填“a”或“b”),陽極的電極反應(yīng)式為
     
    。

    發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:14引用:1難度:0.6
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