组卷网 > 高中化学综合库 > 认识化学科学 > 氧化还原反应 > 氧化还原反应综合分析 > 氧化还原反应方程式的配平
题型:解答题-工业流程题 难度:0.15 引用次数:1072 题号:12415367
稀土工业生产中,草酸(H2C2O4)是稀土元素沉淀剂。工业生产中会产生稀土草酸沉淀废水,其主要成分为盐酸和草酸的混合溶液及微量的草酸稀土杂质等。此废水腐蚀性较强,直接排放会造成环境污染。工业上处理废水的方法包括“①氧化法”和“②沉淀法”。相关工业流程如图所示:

25℃时,各物质的溶度积常数如下表:
Ksp[Fe(OH)3]Ksp(PbSO4)Ksp(PbC2O4)Ka1(H2C2O4)]Ka2(H2C2O4)
2.5×10-392.0×10-85.0×10-106.0×10-26.25×10-5
回答下列问题:
(1)“①氧化法”中Fe3+是反应的催化剂,反应产生了两种无毒气体。则草酸和臭氧反应的化学方程式为_______
(2)“氧化”步骤中,当废水pH=1.0时,单位时间内的草酸去除率接近55%;当废水的pH上升至5.5时,单位时间内的草酸去除率只有5%,其原因是_______。为了使加入的17.5mg·L-1的Fe3+催化效果达到最佳,废水酸化时应将pH调整至小于_______(已知lg2=0.3,1g5=0.7)。
(3)“②沉淀法”:将1.5mol PbSO4沉淀剂加到1L含有0.1mol·L-1草酸的模拟废水中。沉淀时发生的离子反应为PbSO4(s)+H2C2O4(aq)=PbC2O4(s)+2H+(aq)+ (aq)。请计算此反应的平衡常数K=_______
(4)滤饼“酸化”“过滤”后可重复利用的物质为_______(填化学式)。
(5)比较“①氧化法”和“②沉淀法”,从原料利用率角度分析,方法_______(填“①”或“②”)更好,原因是_______

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【推荐1】锡及其化合物在生产、生活中有着重要的用途。已知:Sn的熔点为231 ℃;Sn2易水解、易被氧化;SnCl4极易水解、熔点为-33 ℃、沸点为114 ℃。请按要求回答下列相关问题:
(1)元素锡比同主族碳的周期数大3,锡的原子序数为________
(2)用于微电子器件生产的锡粉纯度测定:
①取1.19 g试样溶于稀硫酸中(杂质不参与反应),使Sn完全转化为Sn2
②加入过量的Fe2(SO4)3
③用0.1 000 mol/L K2Cr2O7溶液滴定(产物中Cr呈+3价),消耗20.00 mL。步骤②中加入Fe2(SO4)3的作用是__________________;此锡粉样品中锡的质量分数:____________
(3)用于镀锡工业的硫酸亚锡(SnSO4)的制备路线如下:
   
①步骤Ⅰ加入Sn粉的作用:____________________及调节溶液pH。
②步骤Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、________________________
③步骤Ⅲ生成SnO的离子方程式:__________________________
④步骤Ⅳ中检验SnO是否洗涤干净的操作是___________________,证明已洗净。
⑤步骤Ⅴ操作依次为___________________、过滤、洗涤、低温干燥。
(4)SnCl4蒸气遇氨及水汽呈浓烟状,因而可制作烟幕弹,其反应的化学方程式为:_____________。实验室欲用下图装置制备少量SnCl4(夹持装置略),该装置存在明显缺陷,改进方法是_______________
   
(5)利用改进后的装置进行实验,当开始装置C中收集到有SnCl4时即可熄灭B处酒精灯,反应仍可持续进行的理由是______________________
2016-12-09更新 | 257次组卷
解答题-工业流程题 | 困难 (0.15)
【推荐2】常温下钛的化学活性很小,在较高温度下可与多种物质反应。工业上由金红石(含TiO2大于96%)为原料生产钛的流程如下:

(1)TiCl4遇水强烈水解,写出其水解的化学方程式___________________
(2)①若液氯泄漏后遇到苯,在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快,原因是___________
②Cl2含量检测仪工作原理如下图,则Cl2在Pt电极放电的电极反应式为_______

③实验室也可用KClO3和浓盐酸制取Cl2,方程式为:KClO3+ 6HCl(浓) =" KCl" + 3Cl2↑+ 3H2O。
当生成6.72LCl2(标准状况下)时,转移的电子的物质的量为____mol。
(3)一定条件下CO可以发生如下反应:4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H。
①该反应的平衡常数表达式为K=_____________
②将合成气以n(H2)/n(CO)=2通入1 L的反应器中,CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示,下列判断正确的是___________(填序号)。

a.△H <0
b.P1<P2<P3
c.若在P3和316℃时,起始时n(H2)/n(CO)=3,则达到平衡时,CO转化率小于50%
③采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和H2制备二甲醚(简称DME)。观察下图回答问题。

催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为___________时最有利于二甲醚的合成。
2015-03-20更新 | 1273次组卷
解答题-实验探究题 | 困难 (0.15)
【推荐3】二氧化钒(VO2)是一种新型热敏材料,实验室以V2O5为原料合成用于制备VO2的氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体{化学式为(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]•10H2O},过程如图:

已知:+4价钒在弱酸性条件下具有还原性,VO2+能被O2氧化。回答下列问题:
(1)步骤ⅰ中生成VOCl2同时生成N2的化学方程式为_____
(2)常温下,只用浓盐酸与V2O5反应也能制备VOCl2溶液,但该方法未被推广,从环保角度分析该方法未被推广的主要原因是_____(用化学方程式说明)。
(3)步骤ii可用如图仪器组装完成。

①装置D中盛放NH4HCO3溶液的仪器名称是_____
②反应前通数分钟CO2的目的是_____。上述装置从左到右的连接顺序为_____(用各接口字母表示)。
③反应结束后,将三颈烧瓶置于CO2保护下的干燥器中,静置后可得到紫红色晶体,然后抽滤,先用饱和NH4HCO3溶液洗涤3次,再用无水乙醇洗涤2次,最后用乙醚洗涤2次。检验晶体已经洗涤干净的操作是_____
(4)测定氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体粗产品中钒的含量。
称量wg样品于锥形瓶中,用30mL稀硫酸溶解后,加入稍过量的0.01mol/LKMnO4溶液,充分反应后,再加入稍过量的2%NaNO2溶液,再加入适量尿素除去过量的NaNO2,最后用1mol/L(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,重复实验两次。消耗滴定液的体积如表:
实验次数滴定前读数/mL滴定后读数/mL
10.0019.99
21.1021.10
31.5621.57
已知:滴定反应为VO+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O
①滴定时,向锥形瓶中加入几滴_____(填化学式)溶液作指示剂。
②粗产品中钒的质量分数为_____%。
③下列情况会导致所测钒元素的质量分数可能偏小的是_____(填序号)。
A.称量样品时,样品与砝码的位置放颠倒了
B.(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液中部分Fe2+被氧化
C.滴定过程中,往锥形瓶内加入少量蒸馏水
D.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡
2024-02-24更新 | 262次组卷
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