某硫酸工厂的酸性废水中砷(As)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,工艺流程如下:
相关数据如下表,请回答以下问题:
表1.几种盐的Ksp
难溶物 |
Ksp |
Ca3(AsO4)2 |
6.8×10-19 |
CaSO4 |
9.1×10-6 |
FeAsO4 |
5.7×10-21 |
表2.工厂污染物排放浓度及允许排放标准
污染物 |
H2SO4 |
As |
废水浓度 |
29.4g/L |
1.6g·L-1 |
排放标准 |
pH 6~9 |
0.5mg·L-1 |
(1)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。
(2)若酸性废水中Fe3+的浓度为1.0×10-4mol·L-1,c(AsO43-)= mol·L-1。
(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),MnO2被还原为Mn2+,反应的离子方程式为 。
(4)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,原因为
。
③砷酸(H3AsO4)分步电离的平衡常数(25℃)为:K1=5.6×10-3 K2=1.7×10-7 K3=4.0×10-12,第三步电离的平衡常数的表达式为K3= 。Na3AsO4的第一步水解的离子方程式为:AsO43-+H2OHAsO42-+OH-,该步水解的平衡常数(25℃)为: (保留两位有效数字)。
用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。
反应A:4HCl+O22Cl2+2H2O
(1)已知:ⅰ.反应A中,4 molHCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。
ⅱ.
①H2O的电子式是________。
②反应A的热化学方程式是______________________________________。
③断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为________kJ,H2O中H—O键比HCl中H—Cl键(填“强”或“弱”)________。
(2)对于反应A,下图是在4种投料比[n(HCl):n(O2),分别为1:1、2:1、4:1、6:1]下,反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。
①曲线b对应的投料比是________。
②当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时,对应的反应温度与投料比的关系是______________________________。
③投料比为2:1、温度为400℃时,平衡混合气中Cl2的物质的量分数是________。
如图,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞试液,在F极附近显红色。试回答下列问题:
(1)A极为电源的________极。
(2)甲装置中电解反应的总化学方程式是______________。
(3)乙装置中F极附近显红色的原因是______________。
(4)欲用丙装置精炼铜,G应该是________(填“纯铜”或“粗铜”),精炼液的成分是______________________。
(5)已知氢氧化铁胶体中含有带正电荷的红褐色的粒子,那么装置丁中的现象是:
____________________________________________________________。
已知:A、B、C、D四种短周期元素原子序数依次增大,A与D的原子序数之和等于B与C的原子序数之和,由D元素组成的单质在通常状况下呈黄绿色,B、C、D三种元素位于同一周期,B、C、D三种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为X、Y、Z,X、Y、Z可两两相互反应生成盐和水,试推断并用相应的化学用语回答下列问题。
(1)D元素原子的结构示意图为______________________;
(2)X与C元素的最高价氧化物可以发生反应,该反应的离子方程式为
____________________________________;
(3)A、B、C三种元素的原子半径由小到大的顺序为_________________;
(4)A与D两元素的气态氢化物之间可以反应生成一种盐,该盐的水溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性,该水溶液中各离子浓度由小到大的顺序为________。
短周期元素A、B、C、D位于同周期且原子序数依次增大。已知A、C、D三种元素原子的最外层共有10个电子,且这三种元素的最高价氧化物所对应的水化物之间两两皆能反应,均生成盐和水。请完成下列各小题:
(1)A、B、C三种阳离子的半径由大到小的顺序是:____>_____>____(填写离子符号)。
(2)指出元素D在元素周期表中的位置:第________周期第________族。
(3)元素B的氧化物属于________化合物(填“离子”或“共价”),其电子式为________________。
(4)A、C元素的最高价氧化物所对应的水化物之间反应的离子方程式为________________。
(5)含有C阳离子的盐常用来净化水,其原因为______________(用离子方程式表示和适当的文字说明)。
A、B、C、D、E、F六种短周期元素的原子序数依次增大。A、D同族,B、C同周期;B原子最外层电子数是次外层的两倍;在周期表中A的原子半径最小;C是地壳中含量最多的元素,C是F不同周期的邻族元素;E和F的原子序数之和为30。由上述六种元素中的几种元素组成的甲、乙、丙、丁、戊、己六种化合物如下表所示:
元素形成的化合物
化合物 |
甲 |
乙 |
丙 |
各元素原子 个数比 |
N(A):N(C) =2:1 |
N(A):N(C) =1:1 |
N(B):N(A) =1:4 |
化合物 |
丁 |
戊 |
己 |
各元素原子 个数比 |
N(D):N(B):N(C) =2:1:3 |
N(E):N(F) =1:3 |
N(B):N(F) =1:4 |
请完成下列问题:
(1)D的离子结构示意图为________,己的空间构型是________。
(2)向含有1 mol乙的水溶液中加入MnO2,该反应中电子转移的物质的量为________ mol。
(3)8 g丙完全燃烧,生成液态水和CO2,放出445 kJ的热量,则丙燃烧的热化学方程式为________。
(4)F的单质与甲反应的离子方程式为________。
(5)将丁与戊两种水溶液混合,发生反应的离子方程式为________。