内容正文:
研究与实践3 了解水处理过程中的化学原理(教师用书独具)
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废弃电池随意丢弃会对土壤或水产生污染,电池中含有的重金属离子对植物生长有毒害作用,摄入人体还会伤害人的脑细胞、神经、肝、肾、骨骼等等。某同学查阅一些难溶物常温下的溶度积常数如表:
例
题
物质 FeS CuS(黑色) MnS(红色) PbS
Ksp 6.3×10-18 1.3×10-35 2.5×10-13 3.4×10-28
物质 HgS ZnS Fe(OH)3 Al(OH)3
Ksp 6.4×10-33 1.6×10-24 2.6×10-39 3.2×10-34
物质 Mn(OH)2 Pb(OH)2 Zn(OH)2
Ksp 4.5×10-13 1.0×10-16 1.2×10-17
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(1)该同学在含有相同浓度Mn2+和Cu2+的溶液中滴加Na2S的稀溶液,观察到先出现的沉淀颜色是________,该实验说明在相同条件下Ksp越小,同类型物质的溶解度________(填“越大”或“越小”)。
(2)已知室温下铁离子开始沉淀的pH为1.0,则此溶液中Fe3+的物质的量浓度为________,若溶液中含有与Fe3+等浓度的Al3+,调节pH使Fe3+沉淀完全时,其中________Al(OH)3沉淀(填“含有”或“不含有”)。
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(3)某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+杂质,利用沉淀转化原理最适宜加入过量的________(填字母)。
A.FeS B.Fe2O3
C.Na2S D.ZnO
写出加入该试剂除去Pb2+时发生反应的离子方程式_____________。
(4)由FeCl3·6H2O晶体得到纯的无水FeCl3,需要进行的操作是_____________。
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[强化训练]
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,相关数据如表。
表1 几种砷酸盐的Ksp
难溶物 Ksp
Ca3(AsO4)2 6.8×10-19
AlAsO4 1.6×10-16
FeAsO4 5.7×10-21
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表2 工厂污染物排放浓度及允许排放标准
污染物 H2SO4 As
浓度 28.42 g·L-1 1.6 g·L-1
排放标准 pH 6~9 0.5 mg·L-1
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(3)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:___________。
(4)在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入适量生石灰调节pH为2,再投入适量生石灰将pH调节为8左右,使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
①将pH调节为2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为________。
②在pH调节为8左右才出现大量Ca3(AsO4)2沉淀的原因为___________。
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