Question

【題目】含有K2Cr2O7的廢水具有較強的毒性，工業上常用鋇鹽沉淀法處理含有K2Cr2O7的廢水并回收重鉻酸，具體的流程如下：

已知：CaCr2O7、BaCr2O7易溶于水，其它幾種鹽在常溫下的溶度積常數如下表所示。

物質	CaSO4	CaCrO4	BaCrO4	BaSO4
溶度積	9.1×10-6	2.30×10-2	1.17×10-10	1.08×10-10

（1）用離子方程式表示K2Cr2O7溶液中同時存在K2CrO4的原因（將離子方程式補充完整）：

+__________=+__________。____________

（2）向濾液1中加入BaCl2·2H2O的目的，是使從溶液中沉淀出來。

①結合上述流程說明熟石灰的作用：__________。

②結合表中數據，說明選用Ba2+而不選用Ca2+處理廢水的理由：__________。

③研究溫度對沉淀效率的影響。實驗結果如下：在相同的時間間隔內，不同溫度下的沉淀率，如下圖所示。

已知：BaCrO4(s) Ba2+(aq)+ ΔH>0

的沉淀效率隨溫度變化的原因是__________。

（3）向固體2中加入硫酸，回收重鉻酸。

①硫酸濃度對重鉻酸的回收率如下圖所示。結合化學平衡移動原理，解釋使用0.450mol/L的硫酸時，重鉻酸的回收率明顯高于使用0.225mol/L的硫酸的原因：__________。

②回收重鉻酸的原理如圖所示。當硫酸濃度高于0.450mol/L時，重鉻酸的回收率沒有明顯變化，其原因是__________。

（4）綜上所述，沉淀BaCrO4并進一步回收重鉻酸的效果與__________有關。

【答案】 1 H2O 2 2 H+ 沉淀；調節溶液pH，使轉化為而沉淀 BaCrO4比CaCrO4更難溶，可以使沉淀更完全 溫度升高，沉淀速率加快 c(H2SO4)增大，則c()增大，與Ba2+生成沉淀，促進BaCrO4(s) Ba2+(aq)+ (aq)ΔH>0平衡右移，c()增大；同時，c(H+)也增大，共同促進+H2O +2H+平衡左移，有利于生成更多的H2Cr2O7 BaSO4與BaCrO4溶解度接近，c(H2SO4)越大，越有利于生成BaSO4，包裹在BaCrO4外，使其難于接觸H2SO4，阻礙重鉻酸生成 受到溶液pH、溫度、H2SO4濃度、BaCrO4顆粒大小等影響

【解析】含有K2Cr2O7的廢水同時含有SO42，加入適量熟石灰過濾得到的固體1為硫酸鈣和濾液1，向濾液1中加入BaCl22H2O的目的是使CrO42從溶液中沉淀出來，過濾得到固體2為BaCrO4，濾液2檢測CrO42含量達標，向固體2中加入硫酸，回收重鉻酸，同時生成固體3為硫酸鋇沉淀。

(1). K2Cr2O7溶液中同時存在K2CrO4的原因是重鉻酸根離子在水溶液中存在化學平衡生成鉻酸根離子和氫離子，反應的離子方程式為Cr2O72+H2O2CrO42+2H+，故答案為：1、H2O、2、2、H+；

(2). ①. 根據表中物質的溶度積常數可知，熟石灰的作用是沉淀硫酸根離子，調節溶液pH使Cr2O72轉化為CrO42而沉淀，故答案為：沉淀SO42－，調節溶液pH，使Cr2O72轉化為CrO42而沉淀；

②. 根據表中數據可知，BaCrO4比CaCrO4更難溶，所以選用Ba2+處理廢水可以使CrO42沉淀更完全，故答案為：BaCrO4比CaCrO4更難溶，可以使CrO42沉淀更完全；

③. 根據圖象可知，CrO42的沉淀率隨溫度升高增大，沉淀速率加快，故答案為；溫度升高，沉淀速率加快；

(3). ①. c(H2SO4)增大，則c(SO42－)增大，與Ba2+生成沉淀，促使BaCrO4(s) Ba2+(aq)+CrO42(aq)平衡右移，使c(CrO42)增大，同時c(H+)也增大，共同促使Cr2O72+H2O2CrO42+2H+平衡左移，可以生成更多的H2Cr2O7，故答案為：c(H2SO4)增大，則c(SO42－)增大，與Ba2+生成沉淀，促使BaCrO4(s) Ba2+(aq)+CrO42(aq)平衡右移，c(CrO42)增大，同時c(H+)也增大，共同促使Cr2O72+H2O2CrO42+2H+平衡左移，可以生成更多的H2Cr2O7；

②. 根據表中各物質的溶度積常數可知，BaSO4與BaCrO4溶解度比較接近，c(H2SO4)越大，越有利于生成BaSO4，包裹在BaCrO4外，使其難與H2SO4接觸，阻礙重鉻酸生成，故答案為：BaSO4與BaCrO4溶解度接近，c(H2SO4)越大，越有利于生成BaSO4，包裹在BaCrO4外，使其難于接觸H2SO4，阻礙重鉻酸生成；

(4). 根據上述分析可知，沉淀BaCrO4并進一步回收重鉻酸的效果與溫度、濃度、溶液pH、硫酸濃度、沉淀顆粒等有關，受到溶液pH、溫度、H2SO4濃度、BaCrO4顆粒大小等因素的影響，故答案為：受到溶液pH、溫度、H2SO4濃度、BaCrO4顆粒大小等影響。

【題型】綜合題
【結束】
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【題目】以Na2SO3溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液作為實驗對象，探究鹽的性質和鹽溶液間反應的多樣性。

實驗	試劑		現象
	滴管	試管
	0.2mol·L-1Na2SO3溶液	飽和Ag2SO4溶液	Ⅰ．產生白色沉淀
		0.2mol·L-1CuSO4	Ⅱ．溶液變綠，繼續滴加產生棕黃色沉淀
		0.1mol·L-1Al2(SO4)3溶液	Ⅲ．開始無明顯變化，繼續滴加產生白色沉淀

（1）經驗檢，現象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用離子方程式解釋現象Ⅰ：__________。

（2）經檢驗，現象Ⅱ的棕黃色沉淀中不含，含有Cu+、Cu2+和。

已知：Cu+Cu+Cu2+，Cu2+CuI↓(白色)+I2。

①用稀硫酸證實沉淀中含有Cu+的實驗現象是__________。

②通過下列實驗證實，沉淀中含有Cu2+和。

a．白色沉淀A是BaSO4，試劑1是__________。

b．證實沉淀中含有Cu2+和的理由是__________。

（3）已知：Al2(SO3)3在水溶液中不存在。經檢驗，現象Ⅲ的白色沉淀中無，該白色沉淀既能溶于強酸，又能溶于強堿，還可使酸性KMnO4溶液褪色。

①推測沉淀中含有亞硫酸根和__________。

②對于沉淀中亞硫酸根的存在形式提出兩種假設：

i．Al(OH)3所吸附；

ii．存在于鋁的堿式鹽中。對假設ii設計了對比實驗，證實了假設ii成立。

a．將對比實驗方案補充完整。

步驟一：

步驟二：__________（按上圖形式呈現）。

b．假設ii成立的實驗證據是__________。

（4）根據實驗，亞硫酸鹽的性質有__________。鹽溶液間反應的多樣性與__________有關。

Answer 1

【答案】 2Ag++===Ag2SO3↓ 有紅色固體生成 HCl溶液和BaCl2溶液 在I-的作用下，Cu2+轉化為白色沉淀CuI， 轉化為 Al3+、OH- V1明顯大于V2 亞硫酸鹽的溶解性、氧化還原性、在水溶液中的酸堿性 兩種鹽溶液中陰陽離子的性質和反應條件

【解析】(1). 實驗Ⅰ中0.2mol/LNa2SO3溶液滴入飽和Ag2SO4溶液，由于Ag2SO4是飽和溶液且溶液混合后稀釋，因此不可能是Ag2SO4沉淀，考慮到SO32濃度較大，因此推斷白色沉淀為Ag2SO3，反應的離子方程式為：2Ag++SO32=Ag2SO3↓，故答案為：2Ag++SO32=Ag2SO3↓；

(2). ①. 因Cu+和稀硫酸反應生成銅和銅離子，若沉淀中含有Cu+，加入稀硫酸會發生歧化反應生成銅單質，實驗現象是有紅色固體生成，故答案為：有紅色固體生成；

②. a.分析實驗流程可知，實驗原理為2Cu2++4I=2CuI↓+I2、I2+SO32+H2O=SO42+2I+2H+、SO42+Ba2+=BaSO4↓，根據BaSO4沉淀可知，加入的試劑為含Ba2+的化合物，可以選用BaCl2溶液，考慮沉淀A沒有BaSO3，因此應在酸性環境中，故答案為：HCl溶液和BaCl2溶液；

b. 由白色沉淀A可知，之前所取上層清液中有SO42，由加入KI生成白色沉淀可知棕黃色沉淀中含有Cu2+，Cu2+和I作用生成CuI白色沉淀，由加淀粉無現象說明上層清液中無I2，而Cu2+和I反應生成I2，因而推斷生成的I2參與了其他反應，因而有還原劑SO32，故答案為：在I-的作用下，Cu2+轉化為白色沉淀CuI，SO32轉化為SO42；

(3). ①. 根據題意知實驗Ⅲ的白色沉淀中無SO42，該白色沉淀既能溶于強酸，又能溶于強堿，還可使酸性KMnO4溶液褪色，可以推測沉淀中含有鋁離子和氫氧根離子，可使酸性高錳酸鉀溶液褪色是因為存在具有還原性的亞硫酸根離子，故答案為：Al3+、OH-；

②. a. 根據假設可知實驗的目的是證明產生的沉淀是Al(OH)3還是鋁的堿式鹽，給定實驗首先制備出現象Ⅲ中的沉淀，然后采用滴加NaOH溶液，因此對比實驗首先要制備出Al(OH)3沉淀，然后滴加NaOH溶液，若兩者消耗的NaOH體積相同，則現象Ⅲ中的沉淀就是Al(OH)3沉淀，若兩者消耗的NaOH體積不同，則現象Ⅲ中的沉淀考慮是鋁的堿式鹽，故步驟二的實驗方案為：；

b. 根據上述分析可知，假設ii成立的實驗證據是 V1明顯大于V2，故答案為： V1明顯大于V2；

（4）.根據實驗可知，亞硫酸鹽具有還原性、水解使溶液呈堿性；根據題目，該實驗探究的是亞硫酸鈉溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液反應，所以鹽溶液間反應的多樣性與鹽的性質和溶液的酸堿性等反應條件有關，故答案為：亞硫酸鹽的溶解性、氧化還原性、在水溶液中的酸堿性； 兩種鹽溶液中陰陽離子的性質和反應條件。