题目内容
【题目】对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施之一。
（1）硫酸厂的酸性废水中砷(As)元素(主要以 H3AsO3 形式存在)含量极高，为控制砷的排放， 某工厂采用化学沉淀法处理含砷废水。请回答以下问题：
①已知砷是氮的同族元素，比氮原子多 2 个电子层，砷在元素周期表的位置为_____。
②工业上采用硫化法(通常用硫化钠)去除废水中的砷，生成物为难溶性的三硫化二砷，该反 应的离子方程式为_____。
（2）电镀厂的废水中含有的 CN-有剧毒，需要处理加以排放。处理含 CN-废水的方法之一是在 微生物的作用下，CN-被氧气氧化成 HCO3- ，同时生成 NH3，该反应的离子方程式为_____。
(3)电渗析法处理厨房垃极发酵液，同时得到乳酸的原理如图所示(图中“HA”表示乳酸分子， A―表示乳酸根离子)：
①阳极的电极反应式为_____
②电解过程中，采取一定的措施可控制阳极室的 pH 约为 6～8，此时进入浓缩室的 OH－可忽略不 计。400 mL 10 g·L－1 乳酸溶液通电一段时间后， 浓度上升为 145 g/L(溶液体积变化忽略不计)，阴极上产生的 H2 在标准状况下的体积约为_____L (已知：乳酸的摩尔质量为 90 g/mol)。
【答案】第四周期ⅤA族 2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O 4H2O+2CN-+O2=2HCO3-+2NH3 4OH--4e-═2H2O+O2↑或2H2O-4e-═O2↑+4H+ 6.72
【解析】
（1）①由砷是氮的同族元素，比氮原子多2个电子层可知，砷原子最外层有5个电子，4个电子层；
②根据题给信息可知，酸性条件下，硫化钠与和废水中的砷酸反应，生成难溶性的三硫化二砷和水；
（2）由题意可知，在微生物的作用下，CN-被氧气氧化成HCO3-，同时生成NH3，反应中碳元素化合价升高被氧化，氮元素化合价没有变化；
（3）①水电离出的氢氧根离子在阳极上失电子发生氧化反应生成氧气，破坏水的电离平衡，使溶液呈酸性；
②由电极反应式和生成HA的化学方程式可得：2HA—2 H+—H2，由此计算可得。
（1）①由砷是氮的同族元素，比氮原子多2个电子层可知，砷原子最外层有5个电子，4个电子层，则砷位于元素周期表第四周期ⅤA族，故答案为：第四周期ⅤA族；
②根据题给信息可知，酸性条件下，硫化钠与和废水中的砷酸反应，生成难溶性的三硫化二砷和水，反应中硫化钠做还原剂，砷酸做氧化剂，反应的离子方程式为2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O，故答案为：2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O；
（2）由题意可知，在微生物的作用下，CN-被氧气氧化成HCO3-，同时生成NH3，反应中碳元素化合价升高被氧化，氮元素化合价没有变化，则反应的离子方程式为4H2O+2CN-+O2=2HCO3-+2NH3，故答案为：4H2O+2CN-+O2=2HCO3-+2NH3；
（3）①水电离出的氢氧根离子在阳极上失电子发生氧化反应生成氧气，破坏水的电离平衡，使溶液呈酸性，溶液中氢离子浓度增大，电极反应式为4OH-或2H2O-4e-═O2↑+4H+，故答案为：4OH--4e-═2H2O+O2↑或2H2O-4e-═O2↑+4H+；
②由电极反应式和生成HA的化学方程式可得：2HA—2 H+—H2，电解过程中生成HA的质量为（145 g/L×0.4L—10 g/L×0.4L）=54g，则由HA和氢气的关系式可知阴极上产生的 H2 在标准状况下的体积约为
×
×22.4L/mol=6.72L，故答案为：6.72。
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【题目】以冶炼金属铝的废弃物铝灰为原料制取超细α－氧化铝，既能降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为A12O3（含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3），其制备流程如下：
（1）用上图中“滤渣”和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为_____（填选项编号）。
（2）流程中加入H2O2有气体产生，原因是___________________________________。
（3）通过调节溶液的pH来“沉铁”，得到Fe（OH）3．已知：
Fe3+ | Fe2+ | Al3+ | |
开始沉淀时的pH | 2.2 | 7.5 | 3.7 |
完全沉淀时的pH | 3.2 | 9.0 | 4.7 |
为保证产品的纯度，可以选用下列物质中的_______调节溶液pH（填字母），调节pH的范围为______________。
a．Al2O3 b．NaOH c．Al（OH）3 d．Na2CO3
（4）煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为：4[NH4Al（SO4）212H2O]
2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+53H2O，将产生的气体通过下图所示的装置：
①集气瓶中收集到的气体是____________（填化学式）。
②装有KMnO4溶液洗气瓶的作用是____________________________。
③选用一种常用化学试剂和稀硝酸检验硫酸铝铵，该试剂_________。写出硫酸铝铵加入足量该试剂的离子方程式__________________________________________________。
④20℃时，0.1mol·L－1硫酸铝铵，其溶液pH=3,则溶液中，2c(SO42－)－c(NH4+)－3c(Al3+)=____________mol·L－1（填具体数字计算式，不必化简）
