重鉻*鉀常用作有機合成的氧化劑和催化劑等。由含鉻廢液(主要含Cr3+、Fe3+、K+、SO42-等)製備K2C...
問題詳情:
重鉻*鉀常用作有機合成的氧化劑和催化劑等。由含鉻廢液(主要含Cr3+、Fe3+、K+、SO42-等)製備K2Cr2O7的流程如下圖所示。
已知:I 在**條件下,H2O2能將Cr2O72-還原為Cr3+
II相關金屬離子形成*氧化物沉澱的pH範圍如下:
回答下列問題:
(l)濾渣②的主要成分為____(填化學式)。
(2)寫出“氧化”步驟中反應的化學方程式____。
(3)“加熱”*作的目的是____。
(4)“*化”過程中發生反應2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O (K=4×3)已知,“*化”後溶液中c(Cr2O72-)=1.6×10-3mol/L則溶液中c(CrO42-)=____
(5)“結晶”後得到K2Cr2O7(M=-1)產品0.5000 g,將其溶解後用稀H2SO4*化,再用濃度為1.0000 mol.L-l (NH4)2Fe(SO4)2 標準溶液滴定,滴定終點消耗標準溶液的體積為9.00 mL,則產品的純度為____。(滴定反應為:K2Cr2O7+6(NH4)2Fe(SO4)2+7H2SO4 =K2SO4 +Cr2(SO4)3 +6(NH4)2SO4+3Fe2(SO4)3+7H2O)
(6)在K2Cr2O7存在下,可利用微生物電化學技術實現含苯*廢水的有效處理,其工作原理如下圖所示。
①負極的電極反應式為____;
②一段時間後,中間室中NaCl溶液的濃度____(填“增大”、“減小”或“不變”)。
【回答】
Fe(OH)3 2Cr(OH)3+3H2O2+4KOH=2K2CrO4+8H2O 分解除去過量H2O2 210-8mol/L 88.20% C6H5OH+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+ 減小
【分析】
含鉻廢液(主要含Cr3+、Fe3+、K+、SO42-等)加入KOH溶液調pH=7~8,生成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉澱,過濾後得濾渣①為Cr(OH)3和Fe(OH)3;向濾渣①加入過量H2O2溶液和KOH溶液,Cr(OH)3在鹼*條件下被氧化為K2CrO4進入溶液,經過濾除去濾渣②的主要成分為Fe(OH)3;濾液②經加熱除去過量H2O2,冷卻後*化至pH=1,結晶析出K2Cr2O7晶體,以此分析解答。
【詳解】
(l)根據以上分析,濾渣②的主要成分為Fe(OH)3,
故*為Fe(OH)3;
(2)“氧化”步驟中Cr(OH)3在鹼*條件下被H2O2氧化為K2CrO4,化學方程式為2Cr(OH)3+3H2O2+4KOH=2K2CrO4+8H2O,
故*為2Cr(OH)3+3H2O2+4KOH=2K2CrO4+8H2O;
(3) 根據題給信息,在**條件下,H2O2能將Cr2O72-還原為Cr3+,所以*化之前,要除去H2O2,故 “加熱”*作的目的是分解除去過量H2O2,
故*為分解除去過量H2O2;
(4) 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O ,K=,*化後pH=1,c(H+)=0.1mol/L,c(Cr2O72-)=1.6×10-3mol/L,則溶液中c(CrO42-)==210-8mol/L,
故*為210-8mol/L;
(5)根據反應關係:K2Cr2O7~6(NH4)2Fe(SO4)2,,則產品的純度為×100%=88.20%,
故*為88.20%;
(6)①由圖可知,負極發生氧化反應,C6H5OH失電子生成CO2,根據電子守恆、電荷守恆和原子守恆寫出電極反應式為C6H5OH+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+;
②負極產生的H+通過陽離子交換膜進入中間室,正極產生的OH-通過*離子交換膜也進入中間室,H+和OH-中和生成水,溶液體積增大,NaCl溶液的濃度將減小。
故*為C6H5OH+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+;減小。
知識點:化學平衡
題型:綜合題
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