工业废水中含有多种有害成分.任意排放将造成严重污染.进行分类处理达标后才能排放．(1)含有Cu2+等离子的废水.常加入FeS等难溶物质作为沉淀剂除去．请用离子方程式说明上述除杂的原理．实验室可利用FeS制取H2S.若将H2S通入足量NaOH溶液中.所得溶液中Na+与其他微粒的浓度关系是c(Na+)= ．(2)含铬废水有毒.危害很大．处� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

工业废水中含有多种有害成分，任意排放将造成严重污染，进行分类处理达标后才能排放．
（1）含有Cu²⁺等离子的废水，常加入FeS等难溶物质作为沉淀剂除去．请用离子方程式说明上述除杂的原理

．实验室可利用FeS制取H₂S，若将H₂S通入足量NaOH溶液中，所得溶液中Na⁺与其他微粒的浓度关系是c（Na⁺）=

．
（2）含铬废水有毒，危害很大．处理方法是在含+6价铬的废水中加入一定量的硫酸和硫酸亚铁，使+6价铬还原成+3价铬；再调节溶液pH在6～8之间，使Fe³⁺和Cr³⁺转化为Fe（OH）₃、Cr（OH）₃沉淀而除去．用离子方程式表示溶液pH不能超过10的原因

．
已知：

（3）废水中的氨可以回收再利用．
①氨能设计成如图所示的碱性燃料电池．产生的X气体可直接排放到大气中．a电极作

极，其电极反应式为

．
②加水稀释氨水的过程中，下列表达式的数值变大的是

．
A．c（H⁺） B．

c(OH-)

c(NH3?H2O)

C．c（H⁺）?c（OH^-） D．c（NH₄⁺）+c（H⁺）
③T℃下，NH₃?H₂O的电离常数为K_a，NH₄⁺的水解平衡常数为K_h，则该温度下水的离子积常数K_w=

．
④一定条件下，向某密闭容器中加入一定量的N₂和H₂发生可逆反应：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.2kJ?mol^-1，测得0到10s内，c（H₂）减小了0.75mol?L^-1，下列说法正确的是

A．该反应的逆反应的活化能不小于92.2kJ?mol^-1
B．10s内氨气的平均反应速率为0.025mol?L^-1?s^-1
C．10s到15s内c（NH₃）增加量小于0.25mol?L^-1
D．达平衡后，分离出少量NH₃，平衡向正反应方向移动，v_正增大．

考点：弱电解质在水溶液中的电离平衡,化学电源新型电池,化学平衡的计算,盐类水解的原理,物质的分离、提纯和除杂

专题：化学平衡专题,电离平衡与溶液的pH专题,电化学专题

分析：（1）沉淀转移的方向是向着更难溶的方向移动；H₂S通入足量NaOH溶液中生成Na₂S，根据物料守恒分析；
（2）根据题中信息可知pH大于10时，Cr（OH）₃会溶解；
（3）①氨气作燃料应充入负极区，碱性燃料电池氢氧根离子常参与电极反应，氨气中的N失去电子化合价升高，由于X无污染可以确定X为氮气；
②一水合氨为弱电解质，加水稀释促进氨水的电离，c（OH^-）减小，但c（H⁺）增大，Ka和Kw不变；
③碱的电离平衡常数、弱碱阳离子的水解平衡常数与水的离子积常数之间的关系为K_a?K_h=K_w；
④A、△H=正反应的活化能-逆反应的活化能；
B、根据氢气的浓度变化求出氨气的浓度变化，再求反应速率；
C、随反应进行反应物的浓度减小，反应速率减小；
D、减少生成物的浓度，反应速率减小．

解答： 解：（1）在相同条件下CuS的溶解度比FeS更小，沉淀会向着生成CuS的方向进行，故离子方程式为FeS（s）+Cu²⁺（aq）=CuS（s）+Fe²⁺（aq）；H₂S通入足量NaOH溶液中生成Na₂S，Na₂S溶液中存在物料守恒，即n（Na）=2n（S），则c（Na⁺）=2[c（S^2-）+c（HS^-）+c（H₂S）]；
故答案为：FeS（s）+Cu²⁺（aq）=CuS（s）+Fe²⁺（aq）；2[c（S^2-）+c（HS^-）+c（H₂S）]；
（2）根据题中信息可知pH大于10，即c（OH^-）＞10^-4mol/L时，Cr（OH）₃会溶解生成CrO₂^-，其反应的离子方程式为：Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O；
故答案为：Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O；
（3）①在燃料电池中，可燃物充入负极区，所以NH₃充入的a极作负极；产生的X气体为氧化产物，可直接排放到大气中，说明X对大气无污染，因此X为氮气，由该燃料电池示意图可知负极反应产物有水，由于是碱性电池，氢氧根离子也参与负极电极反应，综上所述可写出负极反应式：2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O；
故答案为：负；2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O；
②A．一水合氨为弱电解质，加水稀释促进氨水的电离，c（OH^-）减小，但c（H⁺）增大，故A不选；
B．加水稀释促进氨水的电离，则n（OH^-）增大，n（NH₃?H₂O）减小，所以

c(OH-)

c(NH3?H2O)

增大，故B选；
C．c（H⁺）?c（OH^-）=Kw是常数，不随浓度的变化而变化，故C不选；
D．c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-），加水稀释溶液的PH减小，即c（OH^-）减小，所以c（NH₄⁺）+c（H⁺）减小，故D不选；
故答案为：B；
③T℃下，NH₃?H₂O的电离常数为K_a，NH₄⁺的水解平衡常数为K_h，则该温度下水的离子积常数K_w=c（H⁺）?c（OH^-）=

c(NH4+)?c(OH-)

c(NH3?H2O)

c(NH3?H2O)?c(H+)

c(NH4+)

=K_a?K_h；
故答案为：K_a?K_h；
④A、已知N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.2kJ?mol^-1，△H=正反应的活化能-逆反应的活化能=-92.2kJ?mol^-1，则逆反应的活化能=正反应的活化能+92.2kJ?mol^-1，所以逆反应的活化能不小于92.2kJ?mol^-1，故A正确；
B、测得0到10s内，c（H₂）减小了0.75mol?L^-1，则c（NH₃）增加了0.5mol?L^-1，所以10s内氨气的平均反应速率为：

0.5mol?L-1

10s

=0.05mol?L^-1?s^-1，故B错误；
C、随反应进行反应物的浓度减小，反应速率减小，所以10s到15s内c（NH₃）增加量小于0.25mol?L^-1，故C正确；
D、减少生成物的浓度，反应速率减小，则达平衡后，分离出少量NH₃，平衡向正反应方向移动，v_正减小，故D错误；
故答案为：AC．

点评：本题考查了沉淀的转化、离子方程式的书写、弱电解质的电离、反应速率的计算、影响平衡和速率的因素等，本题难度中等，试题涉及的知识点较多，注意掌握化学平衡的有关知识，明确电离平衡常数与水解常数及水的离子积常数之间的关系．