题目内容
【题目】Ⅰ.“一酸两浸,两碱联合”法是实现粉煤灰(含SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等)综合利用的新工艺。聚合氯化铝铁(PAFC)化学式为:[Al2(OH)nCl6-n]m·[Fe2(OH)xCl6-x]y,是一种新型高效的净水剂。工业流程如下:
回答下列问题:
(1)实际工业中“酸浸”、“碱浸”均不能充分反应,滤渣A中主要含有SiO2、Al2O3。“纯碱混合焙烧”中,它们分别发生反应的化学方程式为_________________、_________________。
(2)滤液混合后“蒸发”的作用是________________________________。
(3)“电解”时阳极的电极反应式为________________。
(4)PAFC、无水AlCl3、FeCl3·6H2O用量均为25 mg·L-1时,处理不同pH污水的浊度去除率如图所示,PAFC的优点是___________________________。
Ⅱ.(5)25℃时,用0.1mol/L的CH3COOH溶液滴定20mL0.1mol/L的NaOH溶液,当滴加VmLCH3COOH溶液时,混合溶液的pH=7。已知CH3COOH的电离平衡常数为Ka,忽略混合时溶液体积的变化,Ka的表达式为___________。
(6)常温下,测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH为9,已知Ka1(H2SO3)=1.8×10-2,Ka2(H2SO3)=6.0×10-9,忽略SO32-的第二步水解,则Ksp(CaSO3)=_________________。
【答案】 Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑ 促进Al3+、Fe3+水解生成了聚合氯化铝铁(PAFC) 2Cl--2e-=Cl2↑ 聚合氯化铝铁(PAFC)净水效率高,pH适用范围广 Ka= 4.2×10-9
【解析】(1)滤渣A中主要含有SiO2、Al2O3。“纯碱混合焙烧”后,再次酸浸,烘干得到SiO2,故纯碱混合焙烧后,生成Na2SiO3,它们分别发生反应的化学方程式为Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ 、Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑ ;
(2滤液中有Al3+、Fe3+,混合后“蒸发”得到[Al2(OH)nCl6-n]m·[Fe2(OH)xCl6-x]y,故其作用是促进Al3+、Fe3+水解生成了聚合氯化铝铁(PAFC);
(3)电解氯化钠溶液,阳极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑;
(4)PAFC、无水AlCl3、FeCl3·6H2O用量均为25 mg·L-1时,处理不同pH污水的浊度去除率图中,PAFC曲线pH适用范围广,净水效率高;
Ⅱ.(5) 当滴加VmLCH3COOH溶液时,混合溶液的pH=7,此时氢离子和氢氧根离子浓度相等,都是10-7mol/L,根据电荷守恒,钠离子浓度等于醋酸根离子浓度,c(Na+)=,CH3COOH的电离平衡常数为Ka=-7=;
(6) 由Ka2(H2SO3)=6.0×10-9可知SO32-+H2OHSO3-+OH-的水解Kh==1.67×10-4,常温下,测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH为9,c(HSO3-)=c(OH-)=1×10-5,可知c(SO32-)==6×10-5,又c(Ca2+)=c(SO32-)+c(HSO3-)=7×10-5,Ksp(CaSO3)=c(Ca2+)×c(SO32-)=7×10-5×6×10-5=4.2×10-9。