题目内容
(10分)(1)工业废水中常含有Cu2+等重金属离子,直接排放会造成污染,目前在工业废水处理过程中,依据沉淀转化的原理,常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去这些离子。已知室温下Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(CuS)=1.3×10-36。请用离子方程式说明上述除杂的原理____________。
(2)工业上为了处理含有Cr2O72-的酸性工业废水, 用绿矾(FeSO4·7H2O)把废水中的六价铬离子还原 成三价铬离子,再加入过量的石灰水,使铬离子转变为Cr(OH)3沉淀。
①氧化还原过程的离子方程式为_________________________________。
②常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp =1×10—32 ,溶液的pH至少为 ,才能使Cr3+沉淀完全。
③现用上述方法处理100m3含铬(+6价)78mgL—1的废水,需用绿矾的质量为 kg。(写出计算过程,保留到小数点后一位)
(1) FeS+ Cu2+= CuS+Fe2+ (2) ①Cr2O72—+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O ② 5 ③125.1kg
【解析】
试题分析:(1)由于Ksp(FeS)>Ksp(CuS),所以在相同条件下CuS的溶解度更小,沉淀会向着生成CuS的方向进行,离子方程式为FeS+ Cu2+= CuS+Fe2+ ;
(2)①工业上为了处理含有Cr2O72-的酸性工业废水,用绿矾(FeSO4 7H2O)把废水中的六价铬离子还原成三价铬离子,Cr2O72-的酸性工业废水中加入硫酸亚铁反应生成铁离子,三价铬离子和水,反应的离子方程式为Cr2O72—+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;
②常温下,Cr3+沉淀完全浓度小于10-5mol/L,Cr(OH)3的溶度积Ksp=1×10-32=c(Cr3+)c3(OH-),c3(OH-)=(1×10-32)/ 10-5 =10-27,c(OH-)=1×10-9mol/L,依据离子积Kw=c(H+)c(OH-),c(H+)=10-5(mol/L),溶液pH=5;
③ Cr3+ ~ 3 FeSO4·7H2O
1 3
78gm—3×100 m3/52gmol—1 n( FeSO4·7H2O)
解得n(FeSO4·7H2O)=450mol m(FeSO4·7H2O)= 450mol×278gmol—1=125.1kg
考点:考查沉淀溶解平衡的应用,废水的综合治理,PH值的计算等知识。