题目内容

随着工业的迅速发展,废水的种类和数量迅猛增加,对水体的污染也日趋广泛和严重,威胁人类的健康和安全.因此工业废水的处理是当代一个重要的课题.

(1)臭氧是一种强氧化剂,在处理含氰(CN-)废水过程中由于无二次污染,而备受关注.该过程由两步反应组成:CN-(aq)+O3(g)═CNO-(aq)+O2(g)△H12CNO-(aq)+3O3(g)+H2O(l)═N2(g)+2HCO3-(aq)+3O2(g)△H2
总反应的化学方程式为
 
,该反应△H=
 

(2)工业含磷废水中含大量的PO43-,可通过投放镁盐进行除磷.
①投放的镁盐让磷酸根形成Mg3(PO42沉淀而除磷.如图1显示,沉淀过程的 pH 对废水中磷的去除率影响很大.从如图可知,最佳除磷的pH范围是
 
.当pH较高时,磷去除率下降的原因是
 


②若处理后的废水中c(Mg2+)=1.0×10-6mol/L时,试计算溶液中的c(PO43-)(写出计算过程,已知Ksp[Mg3(PO42]=1.0×10-24
③若废水中还含有大量的NH4+,投放镁盐,可得到磷酸氨镁晶体(MgNH4PO4?6H2O),可用作化肥.写出该反应的离子方程式
 

④实验表明,其他条件相同时学科王,温度越高,残余磷浓度越高.已知30℃时,c(PO43-)~反应时间t的变化曲线如图2.若保持其他条件不变,请在坐标图中,画出60℃时c(PO43-)~反应时间t的变化曲线示意图.
考点:热化学方程式,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
专题:
分析:(1)据盖斯定律,将所给的三个反应:①×2+②可得总反应以及△H.
(2)①根据图可知,去除率较大时所对应的PH值即是;根据 Mg2+与OH-反应生成更难溶的Mg(OH)2
②根据Ksp[Mg3(PO42]=1.0×10-24计算;
③根据题目信息书写方程式,注意电荷守恒;
④根据温度越高,反应速率增大,残余磷浓度越高,画出60℃时c(PO43-)~反应时间t的变化曲线示意图;
解答: 解:(1)将所给的三个反应:①×2+②可得总反应以及△H,2CN-(aq)+5O3(g)+H2O(l)═N2(g)+2HCO
 
-
3
(aq)+5O2(g) 2△H1+△H2
故答案为:2CN-(aq)+5O3(g)+H2O(l)═N2(g)+2HCO
 
-
3
(aq)+5O2(g);2△H1+△H2
(2)①从如图可知,pH在10~11为除磷的最佳范围;当pH较高时,磷去除率下降的原因是Mg2+与OH-反应生成更难溶的Mg(OH)2
故答案为:10~11; Mg2+与OH-反应生成更难溶的Mg(OH)2
②Ksp[Ca3(PO42]=c3(Mg2+)×c2(PO
 
3-
4
)=1.0×10-24,即1.0×10-18×c2(PO43-)=1.0×10-24,c(PO43-)=1.0×10-3mol?L-1
故答案为:1.0×10-3mol?L-1
③废水中还含有大量的NH4+,投放镁盐,可得到磷酸氨镁晶体(MgNH4PO4?6H2O),方程式为:Mg2++NH4++PO43-+6H2O═MgNH4PO4?6H2O↓;
古答案为:Mg2++NH4++PO43-+6H2O═MgNH4PO4?6H2O↓;
④温度越高,反应速率增大,残余磷浓度越高,则60℃时c(PO43-)~反应时间t的变化曲线示意图为
故答案为:
点评:本题考查了盖斯定律的运用,溶度积的计算、离子方程式的书写,探究温度对反应速率的影响,题目难度中等,试题侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力.
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