Question

（1）工業(yè)廢水中常含有Cu²⁺等重金屬離子，直接排放會造成污染，目前在工業(yè)廢水處理過程中，依據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化的原理，常用FeS等難溶物質(zhì)作為沉淀劑除去這些離子．已知室溫下Ksp（FeS）=6.3×10^-18，Ksp（CuS）=1.3×10^-36．
請用離子方程式說明上述除雜的原理

 

．
（2）工業(yè)上為了處理含有Cr₂O₇^2-的酸性工業(yè)廢水，用綠礬（FeSO₄?7H₂O）把廢水中的六價鉻離子還原成三價鉻離子，再加入過量的石灰水，使鉻離子轉(zhuǎn)變?yōu)镃r（OH）₃沉淀．
①氧化還原過程的離子方程式為

 

．
②常溫下，Cr（OH）₃的溶度積Ksp=1×10^-32，溶液的pH至少為

 

，才能使Cr³⁺沉淀完全．
③現(xiàn)用上述方法處理100m³含鉻（+6價）78mg?L^-1的廢水，需用綠礬的質(zhì)量為

 

kg．（保留到小數(shù)點后一位）

Answer 1

考點：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）沉淀轉(zhuǎn)移的方向是向著更難溶的方向移動，通過Ksp的大小可知那種物質(zhì)更加難溶；
（2）①Cr₂O₇^2-的酸性工業(yè)廢水中加入硫酸亞鐵反應(yīng)生成鐵離子，三價鉻離子和水，依據(jù)原子守恒和電荷守恒配平書寫離子方程式；
②依據(jù)溶度積常數(shù)計算氫氧根離子濃度結(jié)合離子積常數(shù)計算氫離子濃度得到溶液pH；
③依據(jù)離子方程式定量關(guān)系計算得到．

解答： 解：（1）由于Ksp（FeS）＞Ksp（CuS），所以在相同條件下CuS的溶解度更小，沉淀會向著生成CuS的方向進行，故離子方程式為FeS（s）+Cu²⁺（aq）=CuS（s）+Fe²⁺（aq），故答案為：FeS（s）+Cu²⁺（aq）=CuS（s）+Fe²⁺（aq）；
（2）①工業(yè)上為了處理含有Cr₂O₇^2-的酸性工業(yè)廢水，用綠礬（FeSO₄?7H₂O）把廢水中的六價鉻離子還原成三價鉻離子，Cr₂O₇^2-的酸性工業(yè)廢水中加入硫酸亞鐵反應(yīng)生成鐵離子，三價鉻離子和水，反應(yīng)的離子方程式為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
②常溫下，Cr³⁺沉淀完全濃度小于10^-5mol/L，Cr（OH）₃的溶度積Ksp=1×10^-32=c（Cr³⁺）c³（OH^-），c³（OH^-）=

1×10-32

1×10-5

=10^-27，c（OH^-）=1×10^-9mol/L，依據(jù)離子積Kw=c（H⁺）c（OH^-），c（H⁺）=

10-14

10-9

=10^-5（mol/L），溶液pH=5，
故答案為：5；
③現(xiàn)用上述方法處理100m³含鉻（+6價）78mg?L^-1的廢水，鉻元素物質(zhì)的量=

100000L×78×10-3g/L

52g/mol

=150mol，Cr₂O₇^2-物質(zhì)的量75mol，則
  Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
   1       6
75mol      450mol
需用綠礬的質(zhì)量=450mol×278g/mol=125100g=125.1kg，
故答案為：125.1．

點評：本題考查了溶度積常數(shù)影響因素和計算應(yīng)用，沉淀轉(zhuǎn)化關(guān)系的分析應(yīng)用，離子方程式計算方法，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．