(12分)以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。难溶物KspCa3(AsO4)26.
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(12分)以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。
难溶物
| Ksp
| Ca3(AsO4)2
| 6.8×10-19
| AlAsO4
| 1.6×10-16
| FeAsO4
| 5.7×10-21
| 表1.几种砷酸盐的Ksp
污染物
| H2SO4
| As
| 浓度
| 28.42 g/L
| 1.6 g·L-1
| 排放标准
| pH 6~9
| 0.5 mg·L-1
| 表2.工厂污染物排放浓度及允许排放标准 回答以下问题: ⑴该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)=______________mol·L-1。 ⑵写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式:Ksp[Ca3(AsO4)2]=______________,若混合溶液 中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10-4mol·L-1,c(AsO43-)的最大是_______________mol·L-1。 ⑶工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸),写出该反应的离子方程式________________________________。 ⑷在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入生石灰调节pH到2,再投入生石灰将pH 调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。 ①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为______________; ②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为_____________________________。 |
答案
12分)⑴0.29 ⑵c3 (Ca2+)·c2 (AsO43-) 5.7×10-17 ⑶2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O ⑷①CaSO4 ②H3AsO4是弱酸,当溶液中pH调节到8左右时AsO43-浓度增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀 (每空2分,共12分) |
解析
(1)图表中硫酸浓度为28.42g/L,换算物质的量浓度==0.29mol/L (2)难溶物Ca3(AsO4)2的沉淀溶解平衡为:Ca3(AsO4)2(s)?3Ca2++2AsO43-;溶度积Ksp=c3(Ca2+)?c2 (AsO43-);若混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10-4mol?L-1,依据Ksp大小可以得到,Ksp(FeAsO4 )小,反应过程中Fe3+先析出沉淀;依据Ksp(FeAsO4 )=c(Fe3+)c(AsO43-)=5.7×10-21;Fe3+的浓度均为1.0×10-4mol?L-1,计算得到 c(AsO43-)=5.7×10-17mol/L; 答案为:c3(Ca2+)?c2 (AsO43-);5.7×10-17; ⑶离子方程式2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O ⑷①CaO+H2SO4=CaSO4+H2O,CaSO4是微溶,饱和而析出,答案:CaSO4 ②H3AsO4是弱酸,酸性条件下以主要以分子形式存在,随pH增大,AsO43-浓度增大,当溶液中pH调节到8左右时AsO43-浓度增大到Ca3(AsO4)2的浓度熵大于Ca3(AsO4)2的 Ksp Ca3(AsO4)2开始沉淀; 答案:H3AsO4是弱酸,当溶液中pH调节到8左右时AsO43-浓度增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀。 |
举一反三
洁净煤技术(Clean Coal Technology,简称CCT)的含义是:旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。下列措施不属于洁净煤技术的是( )。A.溶剂萃取脱硫法 | B.煤的气化(产物主要为CO和H2) | C.借助高温和催化剂的作用,使煤在氢压下裂解成小分子的烃类液体燃料 | D.煤的直接燃烧 |
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海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行了以下实验:
请填写下列空白: (1)步骤⑤的操作名称是 用到的主要仪器是: (2)步骤③的实验操作名称是 ;步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯,该步骤的实验操作名称是 。 |
(12分)工业上需要利用一批回收的含铜废料制造胆矾(CuSO4·5H2O)。该废料中各种成份含量如下:Cu和CuO约占87%,其它为Al、Fe、Si及其氧化物,还有少量的难溶物质。工艺流程为:
部分金属阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下表:
沉淀物
| Al(OH)3
| Fe(OH)3
| Cu(OH)2
| Mg(OH)2
| Fe(OH)2
| pH
| 5.2
| 3.1
| 6.7
| 9.4
| 9.7
| 回答: (1)步骤①中为什么要将含铜废料研磨成粉状? 。 (2)步骤⑤中H2O2参加反应的离子方程式: 。 (3)步骤⑥中调节溶液pH时适宜的物质是 。(填序号); A.NaOH B.氨水 C.Cu2(OH)2CO3 D.Cu(OH)2 E.MgCO3 步骤⑥中滤渣成份的化学式 。 (4)步骤⑦中用硫酸调节pH=2~3的原因是 。 (5)步骤⑧的分离操作是: , 冷却结晶, 。 |
下列叙述正确的是 A.提出原子结构模型的科学家按时间先后依次是:道尔顿、卢瑟福、汤姆生、玻尔 | B.氯气是瑞典化学家舍勒发现的 | C.海水中含有丰富的碘元素,因此碘被称为“海洋元素” | D.溴化银可用于人工降雨 |
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下列有关煤、石油的说法正确的是 ( )A.石油裂解得到的汽油是纯净物 | B.石油分馏和煤干馏都是化学变化 | C.干馏煤可以得到甲烷、苯和氨等重要化工原料 | D.水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料 |
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