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时间:2018-05-16
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1、“海水淡化与现代水处理技术”例题解析例1、(2004年广东卷第20题)海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如下图所示:(1)若在空气中加热MgCl2·6H2O,生成的是Mg(OH)Cl或MgO,写出相应反应的化学方程式。用电解法制取金属镁时,需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时,能得到无水MgCl2,其原因是。(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去?写出实验步骤。________________________________________________。(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻
2、璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的;溶解时:。过滤时:。蒸发时:。解析:本题以海水制取金属镁为载体,较全面地考查了化学基本概念、基本原理、元素化合物和化学实验的基础知识,考查了学生的推理能力和实验基本操作能力。第(1)问根据提示的产物即可写出有关化学方程式:△△△MgCl2·6H2OMg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑、MgCl2·6H2OMgO+HCl↑+5H2O↑或Mg(OH)ClMgO+HCl↑。从前面的反应方程式可知,空气中加热无法得到无水氯化镁。要得到无水氯化镁,必须防止其水解。根据氯化镁水解显酸性,干燥的HCl气流可以抑制MgCl2水解,同时能带走MgCl2·
3、6H2O受热产生的水气。第(2)问考查了除杂的基本操作:粗略看都为碱,无法通过反应除去Ca(OH)2,仔细分析两种物质的性质差异,发现Mg(OH)2难溶而Ca(OH)2微溶。利用这一性质差别,可以加入MgCl2溶液,充分搅拌后过滤,沉淀用水洗涤即可除杂。第(3)问考查了玻璃棒在溶解、过滤、蒸发过程中的使用目的,属基本操作能力考查:溶解时能加速溶解;过滤时能防止外洒;蒸发时能防止液滴或晶体飞溅。△△答案:(1)MgCl2·6H2OMg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑MgCl2·6H2OMgO+HCl↑+5H2O↑或Mg(OH)ClMgO+HCl↑在干燥的HCl气流中,抑制了MgCl2
4、水解,且带走MgCl2·6H2O受热产生的水气,故能得到无水MgCl2。(2)加入MgCl2溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用水洗涤。(3)搅拌,加速溶解;使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗,防止外洒;搅拌,防止因局部过热液滴或晶体飞溅。例2、(96,上海)六价铬对人体有毒,含铬废水要经化学处理后才能排放,方法是用绿矾(FeSO4·7H2O)把废水中的六价铬还原为三价铬离子,再加入过量的石灰水,使铬离子转变为氢氧化铬Cr(OH)3沉淀。其主要反应的化学方程式如下:H2Cr2O7+6FeSO4+6H2SO4=3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+7H2O现用上法处理1×104L含铬(+6价)78
5、毫克/升的废水(Cr相对原子质量52),试回答:(1)处理后,沉淀物中除Cr(OH)3外,还有、(用化学式表示)。(2)需用绿矾多少千克?解析:本题以废水处理与净化为背景,考查化学基本知识和基本技能:离子方程式的判断和书写;根据化学关系式进行有关计算.(1)除了生成Fe(OH)3外,还要考虑CaSO4的溶解度较小,沉淀物会有CaSO4。(2)由反应方程式可得关系式:Cr————3FeSO4·7H2O,可得:绿矾的质量为:12.51千克。与发生氧化还原反应生成及。再加入后、均转化为、。又与大量的形成沉淀。答案:(1),(2)废水中含铬的物质的量需要绿矾的质量为即12.51kg。例3、某
6、化工厂排放的污水中含有Al3+、Hg2+、Fe3+、Cu2+四种离子,甲、乙、丙三位同学设计从污水中回收铜的方案如下:(1)以上实验方法能否得到铜(填“能”或“不能”)。甲_____________,乙_____________,丙_____________。(2)在制得铜的方案中会导致环境污染的一步操作是_______,其原因是________。(3)在可制得铜的方案中,主要的离子方程式为:_______________。解析:(1)甲同学的方案中,加入NaOH所得沉淀至少含、、三种沉淀,加热得到MgO、Fe2O3、CuO等,故通氢后不可能得纯铜。乙同学的方案。步骤①所得滤渣有Hg
7、、Fe、Cu三种物质,②中除去Fe,③中加热可除去Hg,同时得CuO,最后可得Cu。丙同学的操作①所得滤渣为Fe、Cu、Hg,虽加热时可除去Hg,但Fe没除去,最后不可能得到纯铜。(2)由(2)的分析知,在步骤③加热得CuO的同时,可生成汞蒸气会污染环境,可连接一个冷凝液化装置回收汞。(3)步骤①发生的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+;Fe+Cu2+=Fe2++Cu;Fe+Hg2+=Hg+Fe2+步骤②中的反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑。答案:(1
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