Question

（17分）工廠中用稀硫酸浸泡某礦石后的溶液中，除了含有大量硫酸外，還含有少量NH4+、Fe3＋、AsO43－、Cl－。為除去雜質(zhì)離子，部分操作流程如下：

請(qǐng)回答問(wèn)題：

（1）用稀硫酸浸泡某礦石后的溶液中，硫酸的濃度為4.9g·L－1，則該溶液中的pH約為 。

（2）NH4+在用稀硫酸浸泡某礦石后的溶液中以(NH4)2SO4和NH4Cl形式存在�，F(xiàn)有一份(NH4)2SO4溶液，一份NH4Cl溶液，(NH4)2SO4溶液中c(NH4＋)恰好是NH4Cl溶液中c(NH4＋)的2倍，則c[(NH4)2SO4] c(NH4Cl)（填：＜、=或＞）。

（3）隨著向廢液中投入生石灰（忽略溶液溫度的變化），溶液中_______(填“增大”、“減小”或“不變”)。

（4）投入生石灰調(diào)節(jié)pH到2~3時(shí)，大量沉淀主要成分為CaSO4·2H2O[含有少量Fe(OH)3]，提純CaSO4·2H2O的主要操作步驟：向沉淀中加入過(guò)量 ，充分反應(yīng)后，過(guò)濾、洗滌、 。

（5）25℃, H3AsO4電離常數(shù)為K1=5.6×10－3，K2=1.7×10－7，K3=4.0×10－12。當(dāng)溶液中pH調(diào)節(jié)到8~9時(shí)，沉淀主要成分為Ca3(AsO4)2。

①pH調(diào)節(jié)到8左右Ca3(AsO4)2才開(kāi)始沉淀的原因是 。

②Na3AsO4第一步水解的平衡常數(shù)數(shù)值為： 。

③已知：AsO43－+2I－+2H+= AsO33－+I2+H2O ，SO2+I2+2H2O=SO42－+2I－+4H+ 。上述兩個(gè)反應(yīng)中還原性最強(qiáng)的微粒是 。

Answer 1

（1）1（2）＜ （3）減�。�4）稀硫酸 晾干或干燥 （5）①H3AsO4是弱酸，當(dāng)溶液中pH調(diào)節(jié)到8左右，c(AsO43－)增大，Ca3(AsO4)2開(kāi)始沉淀 ②2.5×10－3 ③SO2 。

【解析】

試題分析：（1）題給硫酸的濃度為4.9g·L－1，則其物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L，從而c(H＋)=0.1mol/L,確定pH=1；（2）離子的濃度越小，水解程度越大，題中(NH4)2SO4溶液中c(NH4＋)恰好是NH4Cl溶液中c(NH4＋)的2倍，所以c[(NH4)2SO4 ] < c(NH4Cl);(3)投入生石灰，溶液中c(OH－)增大，溶液中含有少量的NH4＋,所以比值減�。唬�4）提純CaSO4·2H2O，因?yàn)楹�有少量的Fe(OH)3，應(yīng)向沉淀中加入過(guò)量的稀硫酸，經(jīng)洗滌后在干燥；（5）因?yàn)镠3AsO4是弱酸，當(dāng)溶液中pH調(diào)節(jié)到8左右，c(AsO43－)增大，Ca3(AsO4)2開(kāi)始沉淀，由水解方程式：AsO43－＋H2O=HAsO42－＋OH－，水解平衡常數(shù)Kh=c(HAsO42－)c(OH－)/c(AsO43－),K3=c(AsO42－)c(H+)/c(HAsO42－),KW=c(H+)c(OH－),所以KW=Kh×K3，從而求得水解平衡常數(shù)為

2.5×10－3 ；題中的兩個(gè)氧化還原反應(yīng)中，還原性：SO2>I－>AsO33－.

考點(diǎn)：結(jié)合工藝流程的鹽類(lèi)水解、除雜、及氧化還原反應(yīng)。

考點(diǎn)分析： 考點(diǎn)1：物質(zhì)的分離、除雜和提純 考點(diǎn)2：物質(zhì)的檢驗(yàn)和鑒別 試題屬性

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