Question

（16分）

Ⅰ、工業(yè)上用含有Cr2O72-和CrO42-的廢水回收鉻。其工藝流程如下：

已知：①2 CrO42-（黃色）+2H+ Cr2O72-（橙色）+ H2O;

②常溫下，Ksp【Fe（OH）3】=1.0×10-38，Ksp【Cr（OH）3】=1.0×10-32；

③當(dāng)離子濃度小于1.0×10-5 mol·L-1時(shí)，認(rèn)為沉淀完全。

（1）下列選項(xiàng)中能說(shuō)明反應(yīng)2 CrO42-（黃色）+2H+ Cr2O72-（橙色）+ H2O達(dá)平衡狀態(tài)的是_______(填選項(xiàng)字母)。

A．Cr2O72-和CrO42-的濃度相同

B．2v（Cr2O72-）= v（CrO42-）

C．溶液的顏色不變

D．溶液的PH不變

（2）為防止FeSO4溶液變質(zhì)，在保存時(shí)需加入的試劑為 (填試劑名稱(chēng))

（3）過(guò)濾操作中需要用到的玻璃儀器有

（4）FeSO4溶液與溶液A發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

（5）沉淀C的化學(xué)式為 ，pH2的范圍為

Ⅱ、鋁電池性能優(yōu)越，鋁一空氣電池以其環(huán)保、安全而受到越來(lái)越多的關(guān)注，其原理如圖所示。

（6）該電池的總反應(yīng)化學(xué)方程式為 ；

（7）某鋁一空氣電池的效率為50%，若用其作電源電解500mL的飽和NaCl溶液，電解結(jié)束后，所得溶液（假設(shè)溶液電解前后體積不變）中NaOH的濃度為0.3 mol·L－1，則該過(guò)程中消耗鋁的質(zhì)量為 。

Answer 1

（1）cd（各1分，共2分）

（2）鐵粉 硫酸 （各1分，共2分）

（3）燒杯 漏斗 玻璃棒 (2分，只要有錯(cuò)不得分)

（4）Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O （2分）

（5）Fe(OH)3 (2分) >5 (2分)

（6）4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 （2分）

（7）2.7g （2分）

【解析】

試題分析：

（1）2 CrO42-（黃色）+2H+ Cr2O72-（橙色）+ H2O達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)A．物質(zhì)的平衡溶液與起始濃度與反應(yīng)進(jìn)行的程度有關(guān)，Cr2O72-和CrO42-的平衡濃度相同，不能判斷是否達(dá)到平衡，故A錯(cuò)誤。

B． 2v（Cr2O72-）= v（CrO42-），沒(méi)體現(xiàn)出正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，不能判斷是否平衡，故B錯(cuò)誤。C．溶液的顏色不變，說(shuō)明物質(zhì)的濃度不再變化，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)。故C正確。D．溶液的pH不變，說(shuō)明H+濃度不變，化學(xué)反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)。故D正確。（2）為防止FeSO4溶液變質(zhì)，在保存時(shí)需加入的試劑為鐵粉防止氧化，加入硫酸防止亞鐵離子水解變渾。（3）過(guò)濾操作中需要用到的玻璃儀器有燒杯 漏斗 玻璃棒 。（4）已知工業(yè)廢水中含有和CrO42-在酸化過(guò)程中CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，所以加入的FeSO4溶液與Cr2O72-溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為r2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 。（5）已知常溫下，Ksp【Fe（OH）3】=1.0×10-38<Ksp【Cr（OH）3】=1.0×10-32；調(diào)節(jié)pH1使Fe3+生成Fe（OH）3沉淀而析出，調(diào)節(jié)pH2目的是使Cr3+轉(zhuǎn)化為Cr（OH）3而析出。由C(Cr3+)c3(OH-)=1×10-32,當(dāng)Cr3+沉淀完全時(shí)

c3(OH-)=1×10-32/C(Cr3+)=1×10-32/1.0×10-5 =1×10-27

c(OH-)=1×10-9，pH=5，pH2的范圍為pH2>5.

Ⅱ、（6）鋁一空氣電池的總反應(yīng)化學(xué)方程式為4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3；（7）某鋁一空氣電池的效率為50%，若用其作電源電解500mL的飽和NaCl溶液，電解結(jié)束后，所得溶液（假設(shè)溶液電解前后體積不變）中NaOH的濃度為0.3 mol·L－1，則生成NaOH的物質(zhì)的量為0.15 mol。由原電池反應(yīng)方程式與電解總方程式可得關(guān)系式：

Al----3e----3NaOH

27g 3mol

m(Al)×50% 0.15mol

解得： m(Al)=2.7g

考點(diǎn)：了解化學(xué)平衡建立的過(guò)程。理解外界條件（濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等）對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響，認(rèn)識(shí)并能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。 了解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡。了解溶度積的含義及其表達(dá)式，能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。解原電池和電解池的工作原理，能寫(xiě)出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。