Question

如图是目前我国城市饮用水的生产流程，生活饮用水水质的标准主要有：色度、浑浊度、pH、细菌总数、气味等．
（1）目前我国规定一、二类水质的饮用水中铝含量不得高于0.2mg?L^-1．已知常温下Al（OH）₃的Ksp=3.2×10³⁴，如果某城市的出厂饮用水的pH为6，则水中Al³⁺含量为

 

mg/L，

 

（填“符合”或“不符合”）标准．
（2）流程中②的分离方式相当于化学基本操作中的

 

操作，①、③中加氯气的作用是

 

．氯气和水反应的离子方程式是

 

．
（3）在污水处理分析时，常用双硫腙（H₂D_z，二元弱酸）把金属离子络合成电中性的物质[如：Bi³⁺+3H₂D_z?Bi（HD_z）₃+3H⁺]，再经萃取把金属离子从水溶液中分离出来．下图是用双硫腙（H₂Dz）～CCl₄络合萃取某些金属离子的酸度曲线．它反映了萃取某些金属离子时适宜的pH范围．E%表示某种金属离子以络合物形式被萃取分离的百分率．

设常温时该反应的化学平衡常数为K，则当pH=2时废水中c（H₂D_z）等于

 

mol?L^-1（用K表示）．

Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,化学平衡的计算,氯气的化学性质

专题：基本概念与基本理论,电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）根据下Al（OH）₃的Ksp和溶液中的氢氧根离子的浓度计算；
（2）流程中②的分离目的是分离水与难溶物质；氯气与水反应生成的次氯酸，具有强氧化性；氯气与水反应生成的次氯酸和HCl；
（3）已知方程式Bi³⁺+3H₂Dz?Bi（HDz）₃+3H⁺，根据K=

c[Bi(HDz)3]×c3(H+)

c(Bi3+)×c3(H2Dz)

计算．

解答： 解：（1）如果某城市的出厂饮用水的pH为6，则c（OH^-）=10^-8mol/L，Ksp=c（Al³⁺）×c³（OH^-），则c（Al³⁺）=

3.2×10-34

(10-8)3

=3.2×10^-10mol/L，
设溶液为1L，则其物质的量为3.2×10^-10mol，其质量为3.2×10^-10mol×27g/mol=8.64×10^-9g=8.64×10^-6mg，则Al³⁺的浓度为8.64×10^-6mg/L，数值小于0.2mg?L^-1，符合标准；
故答案为：8.64×10^-6；符合；
（2）流程中②的分离目的是分离水与难溶物质，其操作为过滤；氯气与水反应生成的次氯酸，次氯酸具有强氧化性能杀菌消毒；氯气与水反应生成的次氯酸和HCl，其反应的离子方程式为：Cl₂+H₂O═H⁺+Cl^-+HClO；
故答案为：过滤；消毒杀菌；Cl₂+H₂O═H⁺+Cl^-+HClO；
（3）已知方程式Bi³⁺+3H₂Dz?Bi（HDz）₃+3H⁺，pH=2时，c（H⁺）=10^-2mol/L，
设水中的H₂D_z的浓度为cmol/L，开始时Bi³⁺的浓度为amol/L，则平衡时Bi（HDz）₃为0.4amol/L，Bi³⁺为0.6amol/L；
K=

c[Bi(HDz)3]×c3(H+)

c(Bi3+)×c3(H2Dz)

=

0.4a×(10-2)3

0.6a×c3

，则c=

3	2 3K

×10^-2mol/L，
故答案为：

3	2 3K

×10^-2．

点评：本题以污水处理考查离子反应、物质的量浓度的计算、平衡常数的应用等，注重信息的抽取和利用及离子反应方程式的书写的考查，题目难度较大．