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1、填空题 (16分)钢厂酸洗废液(成分如下表所示)在工业生产中还具有很多用途。

(1)欲检验该酸洗废液中含有的少量Fe3+,最宜选用的试剂是_____溶液;为检验其中的Fe2+,某同学设计了如下实验:取该酸洗废液少许加入试管中,滴入几滴酸性KMnO4溶液后发现紫色消失。该同学得出结论:该溶液中含有Fe2+。大家认为该同学的实验设计不合理,理由是____________________________(用必要的文字和离子方程式解释)。
(2)采用石墨作电极电解上述酸洗废液时,初始阶段,阳极板上有气泡生成,此时与该现象有关的阳极电极反应式为______;向上述酸洗废液中加入KOH溶液中和后,在合适的电压下电解,可在__________(填“阴”或“阳”)极生成高铁酸钾(K2FeO4)。
(3)利用上述酸洗废液、含铝矿石(主要成分为Al2O3、Fe2O3和SiO2)以及新制的硅酸(活化硅酸),制备聚硅酸氯化铝铁絮凝剂(简称PAFSC),具体方法如下:

①适当调高滤液A的pH,Al3+和Fe2+转化为沉淀,原因是______________(请用沉淀溶解平衡的理论解释)。
②PAFSC絮凝剂净化水的过程中,Al3+参与反应的离子方程式为________________。
③25℃时,PAFSC的除浊效果随溶液pH的变化如图所示(图中的NTU为浊度单位),则在下列pH范围中,PAFSC除浊效果最佳的是______(填下列序号字母)。

a.4~5 b.5~7 c.7~8 d.8~9
25℃时,pH>7且随pH增大,PAFSC的除浊效果明显变差,原因是碱性增强,使胶体发生了_____现象。
参考答案:(1)(5分)KSCN;酸性KMnO4溶液会氧化Cl-,导致紫色消失,
2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O(3分)
(2)(4分)2Cl--2e-=Cl2↑;阳
(3)(7分)①调高溶液pH,溶液中[OH-]增大,从而使Al(OH)3和Fe(OH)3的Qc大于其Ksp
(或调高溶液pH,溶液中[OH-]增大,从而使Al(OH)3和Fe(OH)3的沉淀溶解平衡向沉淀方向移动)
②Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+
③b;聚沉(1分)
本题解析:(1)检验该酸洗废液中含有的少量Fe3+,最宜选用的试剂是KSCN溶液;该酸性废液中的Fe2+、Cl-均有还原性,都能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,该同学的实验设计不合理,理由是酸性KMnO4溶液会氧化Cl-,导致紫色消失,2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。(2)用石墨作电极电解酸洗废液时,初始阶段,阳极板上Cl-放电生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑;向上述酸洗废液中加入KOH溶液中和后,在合适的电压下电解,Fe3+、Fe2+转化为FeO42—,化合价升高发生氧化反应,可在阳极生成高铁酸钾(K2FeO4)。(3)① 适当调高滤液A的pH,Al3+和Fe2+转化为沉淀,原因是调高溶液pH,溶液中[OH-]增大,从而使Al(OH)3和Fe(OH)3的Qc大于其Ksp。②PAFSC絮凝剂净化水的过程中,Al3+参与反应的离子方程式为Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+。③分析题给图像知,25℃时pH在5~7时PAFSC的除浊效果最佳,选b。25℃时,pH>7且随pH增大,PAFSC的除浊效果明显变差,原因是碱性增强,使胶体发生了聚沉现象。
考点:以钢厂酸洗废液的再利用为载体考查离子检验,化学实验方案的分析、评价,电解原理,胶体的性质和应用及图像分析能力。
本题难度:困难
2、选择题 下列装置能构成电解池的是(烧杯中盛有相应的溶液)()
?
参考答案:A
本题解析:电解池在组成上必须有电源、两个电极、电解质溶液,必须形成闭合的电路。B无电源,C、D无电解质溶液,三者均不符合电解池在组成上的条件。A装置符合电解池在组成上的条件。
本题难度:简单
3、选择题 将羧酸的碱金属盐电解可生成烃类化合物,例如:2CH3COOK+2H2O=CH3-CH3↑+2CO2↑+H2↑+2KOH,现充分电解CH2Br-COOK水溶液,则下列说法中不合理的是( )
A.在阴极放出的气体是CO2
B.阳极会生成不溶于水的油状物
C.将电解后的混合液加热可以生成乙二醇
D.将电解后混合液蒸干后得到的固体是KCl
参考答案:电解时,阳极上失电子化合价升高发生氧化反应,阴极上得电子化合价降低发生还原反应,羧酸阴离子在阳极失去电子,然后脱羧基得到烃基自由基,两个烃基自由基可以生成卤代烃1,2-二溴乙烷,同时阳极上还有二氧化碳生成;阴极是氢离子得到电子变成氢气,同时生成了KOH.
A、二氧化碳是在阳极羧酸根离子放电后的脱羧反应生成,故A错误;
B、羧酸阴离子在阳极失去电子,然后脱羧基得到烃基自由基,两个烃基自由基可以生成卤代烃不溶于水,故B正确;
C、电解过程中,阳极上羧酸根离子放电后生成了1,2-二溴乙烷,在氢氧化钾溶液中加热会发生取代反应生成乙二醇,故C正确;
D、电解后生成的二氧化碳挥发,将电解后混合液蒸干后,1,2-二溴乙烷和氢氧化钾反应生成乙二醇等有机物挥发,得到的固体主要是KB,故D错误;
故选AD.
本题解析:
本题难度:简单
4、选择题 下图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是

[? ]
A.a为负极、b为正极?
B.a为阳极、b为阴极
C.电解过程中,d电极质量增加?
D.电解过程中,氯离子浓度不变
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 下图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是

[? ]
A.a为负极、b为正极
B.a为阳极、b为阴极
C.电解过程中,d电极质量增加
D.电解过程中,氯离子浓度不变
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般