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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,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(AsO42 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)=
0.3
0.3
mol•L-1
(2)若酸性废水中Fe3+的浓度为1.0×10-4mol•L-1,c(
A
s
O
3
-
4
)=
5.7×10-17
5.7×10-17
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
2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O
2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O

(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(AsO42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
CaSO4
CaSO4

②Ca3(AsO42在pH调节到8左右才开始沉淀,原因为
H3AsO4是弱酸,当溶液中pH调节到8左右,c(
A
s
O
3
-
4
)增大,Ca3(AsO42开始沉淀
H3AsO4是弱酸,当溶液中pH调节到8左右,c(
A
s
O
3
-
4
)增大,Ca3(AsO42开始沉淀

③砷酸(H3AsO4)分步电离的平衡常数(25℃)为:K1=5.6×10-3K2=1.7×10-7K3=4.0×10-12
第三步电离的平衡常数的表达式为K3=
c
A
s
O
4
3
-
c
H
+
c
HA
s
O
4
2
-
c
A
s
O
4
3
-
c
H
+
c
HA
s
O
4
2
-
.Na3AsO4的第一步水解的离子方程式为:
A
s
O
3
-
4
+H2O⇌
HA
s
O
2
-
4
+OH-,该步水解的平衡常数(25℃)为:
2.5×10-3
2.5×10-3
(保留两位有效数字).

【答案】0.3;5.7×10-17;2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O;CaSO4;H3AsO4是弱酸,当溶液中pH调节到8左右,c(
A
s
O
3
-
4
)增大,Ca3(AsO42开始沉淀;
c
A
s
O
4
3
-
c
H
+
c
HA
s
O
4
2
-
;2.5×10-3
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:30引用:4难度:0.5
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