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1、填空题 (10分)(1)工业废水中常含有Cu2+等重金属离子,直接排放会造成污染,目前在工业废水处理过程中,依据沉淀转化的原理,常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去这些离子。已知室温下Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(CuS)=1.3×10-36。请用离子方程式说明上述除杂的原理____________。
(2)工业上为了处理含有Cr2O72-的酸性工业废水, 用绿矾(FeSO4·7H2O)把废水中的六价铬离子还原 成三价铬离子,再加入过量的石灰水,使铬离子转变为Cr(OH)3沉淀。
①氧化还原过程的离子方程式为_________________________________。
②常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp =1×10—32,溶液的pH至少为 ,才能使Cr3+沉淀完全。
③现用上述方法处理100m3含铬(+6价)78mg?L—1的废水,需用绿矾的质量为 kg。(写出计算过程,保留到小数点后一位)
参考答案:(1) FeS+ Cu2+= CuS+Fe2+ (2)①Cr2O72—+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O ②5 ③125.1kg
本题解析:(1)由于Ksp(FeS)>Ksp(CuS),所以在相同条件下CuS的溶解度更小,沉淀会向着生成CuS的方向进行,离子方程式为FeS+ Cu2+= CuS+Fe2+;
(2)①工业上为了处理含有Cr2O72-的酸性工业废水,用绿矾(FeSO4 ?7H2O)把废水中的六价铬离子还原成三价铬离子,Cr2O72-的酸性工业废水中加入硫酸亚铁反应生成铁离子,三价铬离子和水,反应的离子方程式为Cr2O72—+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;
②常温下,Cr3+沉淀完全浓度小于10-5mol/L,Cr(OH)3的溶度积Ksp=1×10-32=c(Cr3+)c3(OH-),c3(OH-)=(1×10-32)/ 10-5 =10-27,c(OH-)=1×10-9mol/L,依据离子积Kw=c(H+)c(OH-),c(H+)=10-5(mol/L),溶液pH=5;
③ Cr3+ ~ 3 FeSO4·7H2O
1 3
78g?m—3×100 m3/52g?mol—1 n( FeSO4·7H2O)
解得n(FeSO4·7H2O)=450mol m(FeSO4·7H2O)= 450mol×278g?mol—1=125.1kg
考点:考查沉淀溶解平衡的应用,废水的综合治理,PH值的计算等知识。
本题难度:困难
2、选择题 相同条件下,BaSO4在等浓度的下列溶液中溶解度最小的是( )
A.NaCl
B.HNO3
C.CuSO4
D.NaOH
参考答案:硫酸钡在相同条件下在溶液中存在沉淀溶解判断,平衡为BaSO4(s)?Ba2++SO42-;饱和溶液中溶度积是常数,Ksp=[Ba2+]×[SO42-];
A、NaCl溶液中对硫酸钡溶解度无影响,故A不符合;
B、HNO3溶液中离子对沉淀溶解平衡不影响,故B不符合;
C、CuSO4溶液中Cu2+对沉淀溶解平衡起到抑制作用,硫酸钡溶解性减小,故C符合;
D、NaOH溶液对沉淀溶解平衡无影响,故D错误;
故选C.
本题解析:
本题难度:简单
3、选择题 已知常温下反应①、②、③的平衡常数关系为K1> K3> K2,据此所做以下推测合理的是? ①NH3+H+
NH4+(平衡常数为K1) ?②Ag++Cl—
AgCl(平衡常数为K2)
③Ag++2NH3
Ag(NH3)2+(平衡常数为K3) ?
A.氯化银可溶于氨水
B.银氨溶液中加入少量氯化钠有白色沉淀
C.银氨溶液中加入盐酸无明显现象
D.银氨溶液可在酸性条件下稳定存在
参考答案:A
本题解析:略
本题难度:一般
4、选择题 下列说法中正确的是( )
A.硬水的暂时硬度比永久硬度对锅炉的危害大
B.凡含有Ca2+、Mg2+的水叫硬水
C.离子交换法只能软化永久硬水
D.硬水中的Ca2+、Mg2+离子经煮沸就会完全沉淀下来
参考答案:A、硬水的暂时硬度是有碳酸氢钙、碳酸氢镁引起的硬度,加热时会生成碳酸钙、氢氧化镁沉淀,附着在锅炉内壁,阻碍传热,多耗燃料,甚至局部过热,损毁锅炉,引起爆炸,永久硬水不会加热时产生沉淀,所以比永久硬度对锅炉的危害大,故A正确;
B、不是所有含钙镁离子的水都叫硬水;通常,如果1L水里含有10mg CaO或相当于10mg CaO的物质,例如7.1mg MgO,那么这样的水的硬度称为1度.通常硬度在0-4度称为很软水,4-8度称为软水,8-16度称为中硬水,16-30度称为硬水,30度以上称为很硬水,故B错误;
C、离子交换法采用特定的阳离子交换树脂,以钠离子将水中的钙镁离子置换出来,由于钠盐的溶解度很高,所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况,所以可以软化永久硬水和暂时硬度的水,故C错误;
D、硬水中的Ca2+、Mg2+离子形成的暂时硬度,经煮沸就会完全沉淀下来;但永久硬度的水不能加热煮沸除去,故D错误;
故选A.
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 Al(OH)3难溶于水,某温度下,只要溶液中Al3+物质的量浓度(mol/L)和OH-物质的量浓度(mol/L)3次方的乘积大于1.9×10-33,就会析出Al(OH)3沉淀,则0.10mol/L?AlCl3不产生沉淀的最大OH-物质的量浓度(mol/L)为( )
A.1.9×10-33
B.2.7×10-11
C.8.7×10-8
D.1.2×10-11
参考答案:由题意知Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)×c3(OH-)=1.9×10-33,若溶液中不产生沉淀,则有c(Al3+)×c3(OH-)<1.9×10-33,
即0.1×c3(OH-)<1.9×10-33,c(OH-)<31.9×10-330.1
本题解析:
本题难度:一般