(10分)隨著工業(yè)的迅速發(fā)展,產(chǎn)生的廢水對(duì)水體的污染也日趨嚴(yán)重。通過(guò)控制溶液的pH對(duì)工業(yè)廢水中的金屬離子進(jìn)行分離是實(shí)際工作中經(jīng)常使用的方法。下表是常溫下金屬氫氧化物的Ksp(沉淀溶解平衡常數(shù))和金屬離子在某濃度下開(kāi)始沉淀所需的pH(表中濃度為相應(yīng)pH時(shí)溶液中有關(guān)金屬離子產(chǎn)生沉淀的最小濃度;當(dāng)溶液中金屬離子濃度小于10-5 mol•L-1時(shí)通常認(rèn)為該離子沉淀完全)。

金屬離子

Ksp

pH(10-1 mol•L-1

 pH(10-5 mol•L-1)

 Fe3+

 4.0×10-38

 2.7

 3.7

Cr3+  

6.0×10-31

4.3

5.6

Cu2+

2.2×10-20

 4.7

6.7

Ca2+

 4.0×10-5

 12.3 

 14.3

(1)某廠(chǎng)排出的廢水中含有Cu2+和Fe3+,測(cè)得其濃度均小于0.1 mol•L-1。為除去其中的Fe3+,回收銅,需控制的pH范圍是_______________________________。

(2)為了處理含有Cr2O72-酸性溶液的工業(yè)廢水,采用如下方法:向廢水中加人適量NaCl,以Fe為電極進(jìn)行電解,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出,從而使廢水中鉻含量低于排放標(biāo)準(zhǔn)。

①Cr2O72-轉(zhuǎn)變?yōu)镃r3+的離子方程式為_(kāi)_____________________。

②pH對(duì)廢水中Cr2O72-去除率的影響如圖。你認(rèn)為電解過(guò)程中溶液的pH取值在______范圍內(nèi)對(duì)降低廢水中的鉻含量最有利,請(qǐng)說(shuō)明理由:_________________________________。

[注:去除率(%)=[(c0-c)/co]×100%,式中:co—處理前廢水中Cr2O72-濃度,c—處理后廢水中Cr2O72-的濃度]

(3)沉淀轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)中也有重要應(yīng)用。例如,用Na2CO3溶液可以將鍋爐水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為較疏松而易清除的CaCO3,該沉淀轉(zhuǎn)化達(dá)到平衡時(shí),其平衡常數(shù)K=_________(寫(xiě)數(shù)值)。[已知Ksp (CaSO4)=9.1x10-6,Ksp (CaCO3)=2.8×10-9]

 

【答案】

(1)3.7≤pH<4.7(2分)

(2)①Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O(2分)

②4.3~5.6(或5~6)(2分)     pH越小,Cr2O72-的去除率越大,但難形成Cr(OH)3沉淀從廢水中分離;pH越大,Cr2O72-的去除率越。2分)

(3)3.25×103(2分)

【解析】(1)由所給數(shù)據(jù)可看出,F(xiàn)e3+在pH=3.7時(shí)已完全沉淀,而Cu2+在pH=4.7時(shí)才開(kāi)始沉淀,所以為除去其中的Fe3+,回收銅,需控制的pH范圍是3.7≤pH<4.7

(2)①?gòu)U水以Fe為電極進(jìn)行電解,鐵作陽(yáng)極鐵電子生成Fe2+:Fe —2e=Fe2+,F(xiàn)e2+還原Cr2O72-:Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O

②綜合考慮所給信息,雖然pH越小,Cr2O72-的去除率越大,但難形成Cr(OH)3沉淀從廢水中分離(Cr3+在pH=4.3時(shí)才開(kāi)始沉淀,在pH=5.6時(shí)完全沉淀),pH太高,Cr2O72-的去除率太小,無(wú)實(shí)際意義,綜合分析可知pH取值在4.3~5.6(或5~6)范圍內(nèi)對(duì)降低廢水中的鉻含量最有利

(3)由轉(zhuǎn)化方程式得:K=Ksp (CaSO4)=9.1x10-6 / Ksp (CaCO3)= 3.25×103

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2010?江蘇二模)隨著工業(yè)的迅速發(fā)展,產(chǎn)生的廢水對(duì)水體的污染也日趨嚴(yán)重.通過(guò)控制溶液的pH對(duì)工業(yè)廢水中的金屬離子進(jìn)行分離是實(shí)際工作中經(jīng)常使用的方法.下表是常溫下金屬氫氧化物的Ksp(沉淀溶解平衡常數(shù))和金屬離子在某濃度下開(kāi)始沉淀所需的pH(表中濃度為相應(yīng)pH時(shí)溶液中有關(guān)金屬離子產(chǎn)生沉淀的最小濃度;當(dāng)溶液中金屬離子濃度小于10-5 mol?L-1時(shí)通常認(rèn)為該離子沉淀完全).
金屬離子 Ksp pH(10-1 mol?L-1 pH(10-5 mol?L-1
Fe3+ 4.0×10-38 2.7 3.7
Cr3+ 6.0×10-31 4.3 5.6
Cu2+ 2.2×10-20 4.7 6.7
Ca2+ 4.0×10-5 12.3 14.3
(1)某廠(chǎng)排出的廢水中含有Cu2+和Fe3+,測(cè)得其濃度均小于0.1mol?L-1.為除去其中的Fe3+,回收銅,需控制的pH范圍是
3.7≤pH<4.7
3.7≤pH<4.7

(2)為了處理含有Cr2O72-酸性溶液的工業(yè)廢水,采用如下方法:向廢水中加入適量NaCl,以Fe為電極進(jìn)行電解,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出,從而使廢水中鉻含量低于排放標(biāo)準(zhǔn).
①Cr2O72-轉(zhuǎn)變?yōu)镃r3+的離子方程式為
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

②pH對(duì)廢水中Cr2O72-去除率的影響如右圖.你認(rèn)為電解過(guò)程中溶液的pH取值在
5~6
5~6
范圍內(nèi)對(duì)降低廢水中的鉻含量最有利,請(qǐng)說(shuō)明理由:
pH越小,Cr2O72-的去除率越大,但難形成Cr(OH)3沉淀從廢水中分離;pH越大,Cr2O72-的去除率越小
pH越小,Cr2O72-的去除率越大,但難形成Cr(OH)3沉淀從廢水中分離;pH越大,Cr2O72-的去除率越小

[注:去除率(%)=[(c0-c)/co]×100%,式中:co-理前廢水中Cr2O72-的濃度,c-處理后廢水中Cr2O72-的濃度]
(3)沉淀轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)中也有重要應(yīng)用.例如,用Na2CO3溶液可以將鍋爐水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為較疏松而易清除的CaCO3,該沉淀轉(zhuǎn)化達(dá)到平衡時(shí),其平衡常數(shù)K=
3.25×103
3.25×103
(寫(xiě)數(shù)值).[已知Ksp(CaSO4)=9.1x10-6,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9].

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2013屆江蘇省南京學(xué)大教育專(zhuān)修學(xué)校高三9月月測(cè)化學(xué)試卷(帶解析) 題型:填空題

(10分)隨著工業(yè)的迅速發(fā)展,產(chǎn)生的廢水對(duì)水體的污染也日趨嚴(yán)重。通過(guò)控制溶液的pH對(duì)工業(yè)廢水中的金屬離子進(jìn)行分離是實(shí)際工作中經(jīng)常使用的方法。下表是常溫下金屬氫氧化物的Ksp(沉淀溶解平衡常數(shù))和金屬離子在某濃度下開(kāi)始沉淀所需的pH(表中濃度為相應(yīng)pH時(shí)溶液中有關(guān)金屬離子產(chǎn)生沉淀的最小濃度;當(dāng)溶液中金屬離子濃度小于10-5 mol?L-1時(shí)通常認(rèn)為該離子沉淀完全)。

金屬離子
Ksp
pH(10-1 mol?L-1
 pH(10-5 mol?L-1)
 Fe3+
 4.0×10-38
 2.7
 3.7
Cr3+  
6.0×10-31
4.3
5.6
Cu2+
2.2×10-20
 4.7
6.7
Ca2+
 4.0×10-5
 12.3 
 14.3
(1)某廠(chǎng)排出的廢水中含有Cu2+和Fe3+,測(cè)得其濃度均小于0.1 mol?L-1。為除去其中的Fe3+,回收銅,需控制的pH范圍是_______________________________。
(2)為了處理含有Cr2O72-酸性溶液的工業(yè)廢水,采用如下方法:向廢水中加人適量NaCl,以Fe為電極進(jìn)行電解,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出,從而使廢水中鉻含量低于排放標(biāo)準(zhǔn)。
①Cr2O72-轉(zhuǎn)變?yōu)镃r3+的離子方程式為_(kāi)_____________________。
②pH對(duì)廢水中Cr2O72-去除率的影響如圖。你認(rèn)為電解過(guò)程中溶液的pH取值在______范圍內(nèi)對(duì)降低廢水中的鉻含量最有利,請(qǐng)說(shuō)明理由:_________________________________。
[注:去除率(%)=[(c0-c)/co]×100%,式中:co—處理前廢水中Cr2O72-濃度,c—處理后廢水中Cr2O72-的濃度]

(3)沉淀轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)中也有重要應(yīng)用。例如,用Na2CO3溶液可以將鍋爐水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為較疏松而易清除的CaCO3,該沉淀轉(zhuǎn)化達(dá)到平衡時(shí),其平衡常數(shù)K=_________(寫(xiě)數(shù)值)。[已知Ksp (CaSO4)=9.1x10-6,Ksp (CaCO3)=2.8×10-9]

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

 隨著工業(yè)的迅速發(fā)展,產(chǎn)生的廢水對(duì)水體的污染也日趨嚴(yán)重。通過(guò)控制溶液的pH對(duì)工業(yè)廢水中的金屬離子進(jìn)行分離是實(shí)際工作中經(jīng)常使用的方法。下表是常溫下金屬氫氧化物的Ksp(沉淀溶解平衡常數(shù))和金屬離子在某濃度下開(kāi)始沉淀所需的pH(表中濃度為相應(yīng)pH時(shí)溶液中有關(guān)金屬離子產(chǎn)生沉淀的最小濃度;當(dāng)溶液中金屬離子濃度小于10-5mol·L-1時(shí)通常認(rèn)為該離子沉淀完全)。

 

 

金屬離子

Ksp

pH(10-1mol·L-l)

pH(10-5mol·L-l)

Fe3+

4.0×10-38

2.7

3.7

Cr3+

6.0×10-31

4.3

5.6

Cu2+

2.2×10-20

4.7

6.7

Ca2+

4.0×10-5

12.3

14.3

(1)某廠(chǎng)排出的廢水中含有Cu2+和Fe3+,測(cè)得其濃度均小于0.1 mol·L-l。為除去其中的Fe3+,回收銅,需控制的pH范圍是_______________________________。

(2)為了處理含有Cr2O72-酸性溶液的工業(yè)廢水,采用如下方法:向廢水中加人適量NaCl,以Fe為電極進(jìn)行電解,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出,從而使廢水中鉻含量低于排放標(biāo)準(zhǔn)。

     ①Cr2O72-轉(zhuǎn)變?yōu)镃r3+的離子方程式為_(kāi)______________________________。

     ②pH對(duì)廢水中Cr2072-去除率的影響如右圖。你認(rèn)為電解過(guò)程中溶液的pH取值在______范圍內(nèi)對(duì)降低廢水中的鉻含量最有利,請(qǐng)說(shuō)明理由:____________________________________________。

[注:去除率(%)=[(c0-c)/co]×100%,

式中:co—理前廢水中Cr2O72-的濃度, 

             c—處理后廢水中Cr2O72-的濃度]

(3)沉淀轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)中也有重要應(yīng)用。例如,用Na2C03溶液可

以將鍋爐水垢中的CaS04轉(zhuǎn)化為較疏松而易清除的CaC03,該沉淀轉(zhuǎn)化達(dá)到平衡時(shí),其平衡常數(shù)K=_________(寫(xiě)數(shù)值)。[已知Ksp (CaS04)=9.1x10-6,Ksp (CaC03)=2.8x10-9]

 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:蘇北四市2010屆高三第二次調(diào)研考試 題型:填空題

 隨著工業(yè)的迅速發(fā)展,產(chǎn)生的廢水對(duì)水體的污染也日趨嚴(yán)重。通過(guò)控制溶液的pH對(duì)工業(yè)廢水中的金屬離子進(jìn)行分離是實(shí)際工作中經(jīng)常使用的方法。下表是常溫下金屬氫氧化物的Ksp(沉淀溶解平衡常數(shù))和金屬離子在某濃度下開(kāi)始沉淀所需的pH(表中濃度為相應(yīng)pH時(shí)溶液中有關(guān)金屬離子產(chǎn)生沉淀的最小濃度;當(dāng)溶液中金屬離子濃度小于10-5 mol·L-1時(shí)通常認(rèn)為該離子沉淀完全)。

 

 

金屬離子

Ksp

pH(10-1mol·L-l)

pH(10-5mol·L-l)

Fe3+

4.0×10-38

2.7

3.7

Cr3+

6.0×10-31

4.3

5.6

Cu2+

2.2×10-20

4.7

6.7

Ca2+

4.0×10-5

12.3

14.3

(1)某廠(chǎng)排出的廢水中含有Cu2+和Fe3+,測(cè)得其濃度均小于0.1 mol·L-l。為除去其中的Fe3+,回收銅,需控制的pH范圍是_______________________________。

(2)為了處理含有Cr2O72-酸性溶液的工業(yè)廢水,采用如下方法:向廢水中加人適量NaCl,以Fe為電極進(jìn)行電解,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出,從而使廢水中鉻含量低于排放標(biāo)準(zhǔn)。

      ①Cr2O72-轉(zhuǎn)變?yōu)镃r3+的離子方程式為_(kāi)______________________________。

      ②pH對(duì)廢水中Cr2072-去除率的影響如右圖。你認(rèn)為電解過(guò)程中溶液的pH取值在______范圍內(nèi)對(duì)降低廢水中的鉻含量最有利,請(qǐng)說(shuō)明理由:____________________________________________。

[注:去除率(%)=[(c0-c)/co]×100%,

式中:co—理前廢水中Cr2O72-的濃度, 

              c—處理后廢水中Cr2O72-的濃度]

(3)沉淀轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)中也有重要應(yīng)用。例如,用Na2C03溶液可

以將鍋爐水垢中的CaS04轉(zhuǎn)化為較疏松而易清除的CaC03,該沉淀轉(zhuǎn)化達(dá)到平衡時(shí),其平衡常數(shù)K=_________(寫(xiě)數(shù)值)。[已知Ksp (CaS04)=9.1x10-6,Ksp (CaC03)=2.8x10-9]

 

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