某硫酸工廠的酸性廢水中砷（As）元素含量極高，為控制砷的排放，采用化學沉降法處理含砷廢水，工藝流程如下：

相關數(shù)據(jù)如下表，請回答以下問題：
表1．幾種鹽的Ksp

難溶物
Ksp
Ca3(AsO4)2
6.8×10－19
CaSO4
9.1×10－6
FeAsO4
5.7×10－21
 
表2．工廠污染物排放濃度及允許排放標準
污染物
H2SO4
As
廢水濃度
29.4g/L
1.6g·L－1
排放標準
pH 6～9
0.5mg·L－1
 
（1）該硫酸工廠排放的廢水中硫酸的物質(zhì)的量濃度c(H2SO4)=           mol·L－1。
（2）若酸性廢水中Fe3+的濃度為1.0×10－4mol·L－1，c(AsO43－)=          mol·L－1。
（3）工廠排放出的酸性廢水中的三價砷（H3AsO3弱酸）不易沉降，可投入MnO2先將其氧化成五價砷（H3AsO4弱酸），MnO2被還原為Mn2＋，反應的離子方程式為                                             。
（4）在處理含砷廢水時采用分段式，先向廢水中投入生石灰調(diào)節(jié)pH到2，再投入生石灰將pH調(diào)節(jié)到8左右使五價砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
①將pH調(diào)節(jié)到2時廢水中有大量沉淀產(chǎn)生，沉淀主要成分的化學式為             ；
②Ca3(AsO4)2在pH調(diào)節(jié)到8左右才開始沉淀，原因為                               
                                                                           。
③砷酸（H3AsO4）分步電離的平衡常數(shù)(25℃)為：K1=5.6×10－3 K2=1.7×10－7 K3=4.0×10－12，第三步電離的平衡常數(shù)的表達式為K3=                           。Na3AsO4的第一步水解的離子方程式為：AsO43－+H2OHAsO42－+OH－，該步水解的平衡常數(shù)（25℃）為：                  （保留兩位有效數(shù)字）。

解析試題分析：（1）讀表2中信息，以1L廢水為研究對象，其中含有29.4gH2SO4，由于硫酸的相對分子質(zhì)量為98，m/M=n，則n(H2SO4)=29.4g÷98g/mol=0.3mol，由于c=n/V，則c(H2SO4)=0.3mol÷1L=0.3mol/L；（2）FeAsO4是難溶鹽，廢水中存在其沉淀溶解平衡：FeAsO4 (s)Fe3++AsO43－，則Ksp(FeAsO4)=c(Fe3+)?c(AsO43－)，所以c(AsO43－)= Ksp(FeAsO4)/c(Fe3+)=5.7×10－21/1.0×10－4 mol·L－1=5.7×10－17 mol·L－1；（3）H3AsO3失去2個電子被氧化為H3AsO4，MnO2得到2個電子被還原為Mn2＋，廢水是酸性溶液，根據(jù)電子、電荷、原子守恒原理可得：2H＋+MnO2+H3AsO3==H3AsO4+Mn2＋+H2O；（4）①由于CaO+2H+==Ca2++H2O，讀表1中信息可知，加入生石灰調(diào)解pH到2時，增大鈣離子濃度，使CaSO4 (s)Ca2++SO42－的平衡向左移動，析出CaSO4沉淀[加入生石灰調(diào)解pH到2時，增大鈣離子濃度，使Qc=c(Ca2＋)·c(SO42－)≥Ksp[CaSO4)，開始析出CaSO4沉淀]；②H3AsO4是弱酸，當溶液中pH調(diào)節(jié)到8左右，c(AsO43－)增大，Ca3(AsO4)2 (s) 3Ca2++2AsO43－的平衡向左移動，開始析出Ca3(AsO4)2沉淀[或pH增大，促進H3AsO4電離，c(AsO43－)增大，Qc=c3(Ca2＋)·c2(AsO43－)≥Ksp[Ca3(AsO4)2，Ca3(AsO4)2才沉淀]；③多元弱酸分步電離，則H3AsO4H++H2AsO4－、H2AsO4－H++HAsO42－、HAsO42－H++AsO43－，根據(jù)平衡常數(shù)定義式可得，第三步電離平衡常數(shù)K3="[" c(H+)? c(AsO43－)]/ c(HAsO42－)；水的離子積常數(shù)Kw= c(H+)? c(OH－)，AsO43－+H2OHAsO42－+OH－的平衡常數(shù)的計算表達式為[c(HAsO42－)?c(OH－)]/ c(AsO43－)，分子、分母同時乘以c(H+)，則水解平衡常數(shù)=[c(HAsO42－)?c(OH－)? c(H+)]/[ c(H+)?c(AsO43－)]= Kw/K3=（1.0×10－14）÷（4.0×10－12）=2.5×10－3。
考點：考查含砷等廢水處理工藝流程，涉及質(zhì)量、摩爾質(zhì)量、物質(zhì)的量、溶液體積、物質(zhì)的量濃度、溶度積計算、關鍵步驟的離子方程式、調(diào)解pH分步沉淀的原理、沉淀的成分、解釋原因、電離平衡常數(shù)、水的離子積、鹽類水解平衡常數(shù)的計算等。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

亞磷酸（H3PO3）是二元酸，H3PO3溶液存在電離平衡：H3PO3 H+ + H2PO3－。亞磷酸與足量NaOH溶液反應，生成Na2HPO3。
（1）①寫出亞磷酸與少量NaOH溶液反應的離子方程式____________________________。
②某溫度下，0.1000 mol·L－1的H3PO3溶液pH的讀數(shù)為1.6，即此時溶液中c (H+) ＝ 2.5×10－2 mol·L－1，除OH－之外其他離子的濃度由小到大的順序是                 ，該溫度下H3PO3電離平衡的平衡常數(shù)K=                 。（H3PO3第二步電離忽略不計，結果保留兩位有效數(shù)字）
③向H3PO3溶液中滴加NaOH溶液至中性，所得溶液中
c(Na+)_______ c(H2PO3－)+ 2c(HPO32－)（填“＞”、 “＜” 或“=”）。
（2）亞磷酸具有強還原性，可使碘水褪色，該反應的化學方程式_______________________。
（3）電解Na2HPO3溶液也可得到亞磷酸，裝置示意圖如下：

說明：陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過。
①陰極的電極反應式為________________________。
②產(chǎn)品室中反應的離子方程式為________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

常溫下，如果取0．1 mol/L HA溶液與0．1 mol/L NaOH溶液等體積混合（忽略混合后
溶液體積的變化），測得混合溶液的pH=8,試回答以下問題：
(1)混合溶液的pH=8的原因：                    （用離子方程式表示）。
(2)混合溶液中由水電離出的c(H+)         （填“>”“<”或“=”）0．1 mol/L NaOH
溶液中由水電離出的c(H+)。
(3)求出混合液中下列算式的精確計算結果（填具體數(shù)字）：
c(Na+）－c(A-）＝              mol/L,
c(OH-）－c(HA) ＝             mol/L。
(4)已知NH4A溶液為中性，又知HA溶液加到Na2CO3溶液中有氣體放出，試推斷（NH4)2CO3
溶液的pH         （填“大于”“小于”或“等于”)7；將同溫度下等濃度的四
種鹽溶液：
A．NH4HCO3          B．NH4A         C．(NH4)2SO4         D．NH4Cl
按pH由大到小的順序排列是              （填序號）。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

某工業(yè)廢水中含有CN-和Cr2O等離子，需經(jīng)污水處理達標后才能排放，污水處理廠擬用下列流程進行處理：

回答下列問題：
（1）步驟②中，CN-被ClO-氧化為CNO-的離子方程式為________________。
（2）步驟③的反應為S2O32－＋Cr2O72－＋H＋SO42－＋Cr3＋＋H2O（未配平），則每消耗0.4mol Cr2O72－轉(zhuǎn)移__________mol e-。
（3）含Cr3+廢水可以加入熟石灰進一步處理，目的是____________________。
（4）在25℃下，將amol/L的NaCN溶液與0.01mol/L的鹽酸等體積混合，反應后測得溶液pH＝7，則a________0.01（填“＞”、“＜”或“=”）；用含a的代數(shù)式表示HCN的電離常數(shù)Ka＝_________________。
（5）取工業(yè)廢水水樣于試管中，加入NaOH溶液觀察到有藍色沉淀生成，繼續(xù)加至不再產(chǎn)生藍色沉淀為止，再向溶液中加入足量Na2S溶液，藍色沉淀轉(zhuǎn)化成黑色沉淀。該過程中反應的離子方程是________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

在80℃時，將0．8mol的A氣體充入4L已抽空的固定容積的密閉容器中發(fā)生反應：A(g)mB(g)隔一段時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析，得到如下數(shù)據(jù)：

時間（s）
c（mol/L）
0
20
40
60
80
100
c（A）
0．20
0．14
b
0.09
0.09
0.09
c（B）
0．00
0．12
0.20
c
d
e
（1）m=   ，表中b   c（填“<”、“=”或“>”）。
（2）100秒后若將容器的體積縮小至原來一半，平衡時A的濃度____________0.09 mol/L（填“<”、“=”或“>”）。
（3）在80℃時該反應的平衡常數(shù)K值為       （保留1位小數(shù)）。
（4）在其他條件相同時，該反應的K值越大，表明建立平衡時            。
①A的轉(zhuǎn)化率越高        ②A與B的濃度之比越大
③B的產(chǎn)量越大          ④正反應進行的程度越大

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科目：高中化學 來源： 題型：問答題

（12分）D、A、B、C為四種原子序數(shù)依次增大的短周期元素，A、B、C同周期，A的原子半徑是同周期中最大的；B、D同主族。已知D元素的一種單質(zhì)是日常生活中飲水機常用的消毒劑，C元素的單質(zhì)可以從A、B兩元素組成的化合物的水溶液中置換出B元素的單質(zhì)。
（1）C元素在周期表中的位置     周期        族。
（2）A、B元素形成的常見化合物水溶液顯        性，原因是（用離子方程式表示）                用石墨做電極電解該化合物的水溶液，則陰極反應式為                       ，
（3）A、D元素可以形成化合物A2D2，寫出A2D2與CO2反應的化學方程式                  （用元素符號表示）。該反應中還原劑是        。
（4）B元素的單質(zhì)在不同的條件下可以與O2發(fā)生一系列反應：① B(s)+O2(g)=BO2(g)；△H=－296.8kJ/mol②2BO2(g)+O2(g) 2BO3(g)；△H=－196.6kJ/mol
則1 mol BO3(g)若完全分解成B（s），反應過程中的熱效應為             。

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科目：高中化學 來源： 題型：問答題

（15分）目前，全世界的鎳消費量僅次于銅、鋁、鉛、鋅，居有色金屬第五位。鎳行業(yè)發(fā)展蘊藏著巨大的潛力。鎳化合物中的三氧化二鎳是一種重要的電子元件材料和二次電池材料。工業(yè)上可利用含鎳合金廢料（除鎳外，還含有Fe、Cu、Ca、Mg、C等雜質(zhì)）制取草酸鎳，然后高溫煅燒草酸鎳來制取三氧化二鎳。
已知：①草酸的鈣、鎂、鎳鹽均難溶于水，且溶解度：NiC2O4> NiC2O4·H2O> NiC2O4·2H2O
②常溫下，Ksp[(Fe(OH))3]=4.0×10-38,lg5=0.7
根據(jù)下列工藝流程圖回答問題：

（1）加6%的H2O2時，溫度不能太高，其目的是              。若H2O2在一開始酸溶時便與鹽酸一起加入，會造成酸溶過濾后的濾液中增加一種金屬離子，用離子方程式表示這一情況                             。
（2）流程中有一步是調(diào)pH，使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，常溫下當溶液中c (Fe3+)=0.5×10-5mol/L時，溶液的pH=          。
（3）流程中加入NH4F的目的是           。
（4）將最后所得的草酸鎳晶體在空氣中強熱到400℃，可生成三氧化二鎳和無毒氣體，寫出該反應的化學方程式                         。
（5）工業(yè)上還可用電解法制取三氧化二鎳，用NaOH溶液調(diào)節(jié)NiCl2溶液的pH至7.5，再加入適量Na2SO4進行電解，電解產(chǎn)生的Cl2其80%的可將二價鎳氧化為三價鎳。寫出Cl2氧化Ni(OH)2生成三氧化二鎳的離子方程式                  ；將amol二價鎳全部轉(zhuǎn)化為三價鎳時，外電路中通過電子的物質(zhì)的量是                     。
（6）近年來鎳氫電池發(fā)展很快，它可由NiO(OH)跟LaNi5H6(LaNi5H6中各元素化合價均可看作是零)組成：6NiO(OH)+LaNi5H6 LaNi5+6Ni(OH)2。該電池放電時，負極反應是                   。

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科目：高中化學 來源： 題型：計算題

在20mL 0．0025mol·L-1 AgNO3溶液中，加入5mL 0．01mol·L-1 KCl溶液，通過計算判斷是否有AgCl沉淀生成。已知Ksp（AgCl）=1．8×10-10 (混合后溶液的總體積為兩者體積之和)。

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

用0.1320 mol/L的HCl溶液滴定未知濃度的NaOH溶液，實驗數(shù)據(jù)如下表所示，

實驗編號
待測NaOH溶液的體積/mL
HCl溶液的體積/mL
1
25.00
24.41
2
25.00
24.39
3
25.00
22.60
回答下列問題：
（1）圖中甲為           滴定管，乙為             滴定管（填“酸式”或“堿式 ”）；

（2）取待測液NaOH溶液25.00 mL 于錐形瓶中，使用           做指示劑，滴定終點的判斷依據(jù)是                                             ；
（3）若滴定前，滴定管尖端有氣泡，滴定后氣泡消失，將使所測結果           （填“偏高”、“偏低”或“不變”，下同），若讀酸式滴定管讀數(shù)時，滴定前仰視讀數(shù)，滴定后正確讀數(shù)，則所測結果          ；
（4）該NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為             mol/L (保留小數(shù)點后四位有效數(shù)字)。

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