- 影响沉淀溶解平衡的因素
- 共1709题
减少SO2的排放、回收利用SO2成为世界性的研究课题．我国研究人员研制的，利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO2）吸收废渣高温焙烧产生的SO2，制备硫酸锰的生产流程如下：
浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn2+，还含有少量的Fe2+、Al3+、Ca2+、Pb2+等其他金属离子．（提示：①在工业上，用沉淀法不能完全除去的离子还可以用 吸附法除去②有关金属离子的半径以及形成氢氧化物沉淀时的pH见下表③阳离子 吸附剂吸附金属离子的效果见图．④已知PbO2的氧化性大于MnO2．）
请回答下列问题：
（1）写出浸出过程中主要反应的一个化学反应方程式______，氧化过程中主要反应的一个离子反应方程式______．
（2）在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH，pH应调节至______．
（3）决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是______（填写序号）．
a．溶液的pH b．金属离子的电荷 c．金属离子的半径 d．吸附时间
（4）操作a包括______过滤、洗涤等过程．
正确答案
（1）低品位软锰矿浆的主要成分是MnO2，通入SO2浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn2+，则MnO2与SO2发生氧化还原反应，反应的化学方程式为SO2+MnO2=MnSO4；
杂质离子中只有Fe2+具有还原性，可以被MnO2在酸性条件下氧化成Fe3+，反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O．
故答案为：SO2+MnO2=MnSO4；2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O．
（2）杂质中含有Fe2+、Al3+、Ca2+、Pb2+四种阳离子，由沉淀的pH范围知，Fe2+的沉淀与Mn2+离子的沉淀所需的pH接近，而Fe3+则相差很远，故可以将Fe2+氧化成Fe3+而除杂．从吸附率的图可以看出，Ca2+、Pb2+的吸附率较高，故只要调节pH值在4.7～8.3间，大于4.7可以将Fe3+和Al3+除去，小于8.3是防止Mn2+也沉淀．
故答案为：4.7～8.3．
（3）图中离子从上至下，半径有减小趋势，对应的吸附率减小．随着时间的递增，所有离子的吸附率均增大；另Fe3+和
Al3+离子所带电荷数大，其吸附率低．
故答案为：bcd．
（4）从溶液中获得溶质，应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法．
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶．
工业上为了处理含有Cr2O72－的酸性工业废水，采用下列的处理方法：是绿矾（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。其主要的化学方程式如下：
H2Cr2O7＋6FeSO4＋6 H2SO4＝Cr2（SO4）3＋3Fe 2（SO4）3＋7H2O
现用上述方法处理1×104L含铬（＋6价）78mg/L的废水（Cr相对原子质量为52），请回答下列问题：
⑴处理后，沉淀物中除Cr（OH）3外，还有 . （用化学式表示）。
⑵需用绿矾的质量 。
正确答案
⑴Fe（OH）3 CaSO4；⑵12.51Kg
⑴加入过量的石灰水使Cr3＋转化为Cr（OH）3而除去。同时Fe2＋也转化成Fe（OH）2，Fe（OH）2不稳定，极易转化为Fe（OH）3，在这个过程中所加入的SO42－与Ca2＋结合生成微溶物CaSO4；⑵n（Cr）＝
（1）现有反应：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H＞0．在850℃时，K=1．此温度下，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0mol CO，3.0mol H2O，1.0mol CO2和xmol H2，则：
①当x=5.0时，上述反应向______方向进行．
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是______．
③在850℃时，若设x=5.0和x=6.0，其他物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为a%、b%，则a______b（填“大于”“小于”或“等于”）．
（2）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，它的Ksp=2.8×10-9．CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mo1/L，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为______．
正确答案
（1）①此时的浓度商Qc=
②平衡向正反应方向移动，浓度商小于平衡常数，即
③加入6mol氢气所到达的平衡，可以等效为在加入5mol氢气到达平衡后再加入1mol氢气，增大一种生产物（氢气）的体积分数，平衡向逆反应方向移动，平衡移动的结果是降低这种增大的幅度，但平衡后氢气的体积分数还是大于原来的，故得H2的体积分数分别为a%＜b%，故答案为：小于；
（2）Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mo1/L，等体积混合后溶液中c（CO32-）=
故答案为：5.6×10-5mol/L．
FeS饱和溶液中存在溶解平衡：FeS（s）
⑴理论上FeS的溶解度为 。
⑵又知FeS饱和溶液中[H＋]与[ S2－]之间存在着如下关系：[H＋]2·[ S2－]＝1.0×10－22 mol3/L3，为了使溶液里[Fe2＋]达到了1mol/L，现将FeS适量投入到其饱和溶液中，应调节溶液中的[H＋]为 。
正确答案
⑴7.92×10－8 g；⑵1.11×10－3mol/L。
⑴由FeS（s）
在含有Cl－.Br－.I－的溶液中，已知其浓度均为0.1 mol/L，而AgCl.AgBr.AgI的浓度积(mol2/L2)分别为：1.6×10－10.4.1×10－15.1.5×10－16。若向混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液并充分搅拌时，首先析出的沉淀是_______________，最后析出的沉淀是_________；当AgBr沉淀开始析出时，溶液中Ag+的浓度是___________________
正确答案
AgI AgCl 4.1×10－14 mol/L
本题中三种物质的结构相似，可以通过溶度积的大小比较它们溶解度的大小，得出它们的溶解能力：AgCl>AgBr>AgI，因此首先析出的沉淀应是AgI，其次为AgBr，最后是AgCl；利用溶度积的计算式，可以得出AgBr沉淀时，银离子的浓度为4.1×10－15 mol2/L2÷0.1 mol/L=4.1×10－14 mol/L。
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