题目内容
【题目】砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
(1)将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合,搅拌使其充分反应,可获得一种砷的高效吸附剂X,吸附剂X中含有CO32-,其原因是____。
(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示。
①以酚酞为指示剂(变色范围pH8.0~10.0),将NaOH溶液逐滴加入H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为____。
②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsO4-+H+的电离常数为Ka1,则pKa1=___(pKa1=-lgKa1)。
(3)溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH=7.1时,吸附剂X表面不带电荷;pH>7.1时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH<7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如图3所示。
①在pH7~9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是___。
②吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为___,提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是___。
【答案】碱性溶液吸收了空气中的CO2 OH-+H3AsO3=H2AsO3-+H2O 2.2 在pH7~9之间,随pH升高H2AsO4-转变为HAsO42-,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增强 在pH4~7之间,吸附剂X表面带正电荷,五价砷主要以H2AsO4-和HAsO42-阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小 加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷
【解析】
(1)氢氧化钠溶液吸收二氧化碳生成碳酸钠和水。
(2)①当溶液由无色变为浅红色时停止滴加,溶液pH为8~10,H3AsO3减少、H2AsO3-增多;
②Ka1=,K仅与温度有关;
(3)①pH>7.1时吸附剂X表面带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;
②在pH4~7之间,吸附剂X表面带正电荷,五价砷主要以H2AsO4-和HAsO42-阴离子存在;而三价砷主要以H3AsO3分子存在。
(1)吸附剂X中含有NaOH溶液,能吸收空气中的CO2生成CO32-。
(2)①图1中pH为8~10时,三价砷物种主要以H3AsO3和H2AsO3-的形式存在,故滴加NaOH溶液的过程中主要反应的离子方程式为OH-+H3AsO3=H2AsO3-+H2O。
②Ka1=,K仅与温度有关,为方便计算,在图2中取pH=2.2时计算,此时c(H2AsO4-)=c(H3AsO4),则Ka1=c(H+)=10-2.2,pKa1=2.2。
(3)①从图2知,pH由7升至9时,H2AsO4-转变为HAsO42-,由题中信息知,pH>7.1时,pH越高,吸附剂X所带负电荷越多,则吸附剂X与HAsO42-的静电斥力增强。
②在pH为4~7时,吸附剂X表面带正电荷,从图2知,pH在4~7之间时,吸附剂X吸附H2AsO4-和HAsO42-;从图1知,pH在4~7之间时,三价砷主要以分子形式存在,二者静电引力小。加入氧化剂,可以将三价砷转化为五价砷,而被吸附剂X吸附。
【题目】一定温度下,向1.0L密闭容器中加入0.60molX(g),发生反应X(g)=Y(s)+2Z(g) ΔH>0,反应达到最大限度前,测得X的浓度与反应时间的数据如表所示:
反应时间t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 6 | 8 |
c(X)/mol·L-1 | 0.60 | 0.42 | 0.30 | 0.21 | 0.15 | a | 0.0375 |
试回答下列问题:
(1)0~3min内,用Z表示的平均反应速率v(Z)=___。
(2)分析该反应中反应物的浓度随时间的变化规律,得出的结论是___。由此结论推出a为___。
(3)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图所示,t2时改变了某一反应条件,则改变的条件为___。
【题目】下列实验方案中,能达到相应实验目的的是
实验方案 | ||||
目的 | A.比较乙醇分子中羟基氢原子和水分子中氢原子的活泼性 | B.除去乙烯中的二氧化硫 | C.制银氨溶液 | D.证明碳酸酸性强于苯酚 |
A. A B. B C. C D. D