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工厂中用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中,除了含有大量硫酸外.还含有少量NH4+、Fe3+、AsO43-、Cl-.为除去杂质离子,部分操作流程如下:请回答问题:(1)NH4+在用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液
题目详情
工厂中用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中,除了含有大量硫酸外.还含有少量NH4+、Fe3+、AsO43-、Cl-.为除去杂质离子,部分操作流程如下:
请回答问题:
(1)NH4+在用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中以(NH4)2SO4和NH4Cl形式存在.现有一份(NH4)2SO4溶液,一份NH4Cl溶液,(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)恰好是NH4Cl溶液中c(NH4+)的2倍,则c[(NH4)2SO4]___c(NH4Cl)(填:<、=或>).
(2)随着向废液中投入生石灰(忽略溶液温度的变化),溶液中
___(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)投入生石灰调节pH到2~3时,大量沉淀主要成分为CaSO4•2H2O[含有少量Fe(OH)3],提纯CaSO4•2H2O的主要步骤:向沉淀中加入过量___,充分反应后,过滤、洗涤、___.
(4)25℃,H3AsO4电离常数为K1=5.6×10-3、K2=1.7×10-7、K3=4.0×10-12.当溶液中pH调节到8~9时,沉淀主要成分为Ca3(AsO4)2.
①pH调节到8左右Ca3(AsO4)2 才开始沉淀的原因是___.
②Na3AsO4 第一步水解的平衡常数数值为:___.
③已知:AsO43-+2I-+2H+=AsO43-+I2+H2O,SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+.上述两个反应中还原性最强的微粒是___.
请回答问题:
(1)NH4+在用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中以(NH4)2SO4和NH4Cl形式存在.现有一份(NH4)2SO4溶液,一份NH4Cl溶液,(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)恰好是NH4Cl溶液中c(NH4+)的2倍,则c[(NH4)2SO4]___c(NH4Cl)(填:<、=或>).
(2)随着向废液中投入生石灰(忽略溶液温度的变化),溶液中
[NH3•H2O] |
[OH-] |
(3)投入生石灰调节pH到2~3时,大量沉淀主要成分为CaSO4•2H2O[含有少量Fe(OH)3],提纯CaSO4•2H2O的主要步骤:向沉淀中加入过量___,充分反应后,过滤、洗涤、___.
(4)25℃,H3AsO4电离常数为K1=5.6×10-3、K2=1.7×10-7、K3=4.0×10-12.当溶液中pH调节到8~9时,沉淀主要成分为Ca3(AsO4)2.
①pH调节到8左右Ca3(AsO4)2 才开始沉淀的原因是___.
②Na3AsO4 第一步水解的平衡常数数值为:___.
③已知:AsO43-+2I-+2H+=AsO43-+I2+H2O,SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+.上述两个反应中还原性最强的微粒是___.
▼优质解答
答案和解析
硫酸废液中含有大量硫酸外,还含有少量NH4+、Fe3+、AsO43-、Cl-,加入生石灰,调节pH2~3,大量沉淀主要成分为CaSO4•2H2O[含有少量Fe(OH)3],滤液加入生石灰调节pH8~9,生成Ca3(AsO4)2沉淀,滤液主要含有(NH4)2SO4和NH4Cl,
(1)如c[(NH4)2SO4]=c(NH4Cl),则(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)较大,因c(NH4+)越大,NH4+水解程度越小,则(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)小于是NH4Cl溶液中c(NH4+)的2倍,如等于2倍,则c(NH4Cl)应较大,
故答案为:<;
(2)随着向废液中投入生石灰,c(OH-)增大,c(NH3•H2O)减小,则溶液中
减小,故答案为:减小;
(3)提纯CaSO4•2H2O,可加入稀硫酸溶解Fe(OH)3,且防止CaSO4•2H2O的溶解,过滤后洗涤、干燥,
故答案为:稀硫酸;晾干或干燥;
(4)①H3AsO4是弱酸电离出来的AsO43-较少,所以酸性条件下不易形成Ca3(AsO4)2沉淀,当溶液中pH调节到8左右时AsO43-浓度增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀,
故答案为:H3AsO4是弱酸,当溶液中pH调节到8左右,c(AsO43-)增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀;
②Na3AsO4的第一步水解的离子方程式为:AsO43-+H2O⇌HAsO42-+OH-,该步水解的平衡常数Kh=
=
=
=
=2.5×10-3,
故答案为:2.5×10-3;
③已知:AsO43-+2I-+2H+=AsO33-+I2+H2O,SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+.还原剂还原性大于还原产物的还原性,则还原性SO2>I->AsO33-,两个反应中还原性最强的微粒是SO2,
故答案为:SO2.
(1)如c[(NH4)2SO4]=c(NH4Cl),则(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)较大,因c(NH4+)越大,NH4+水解程度越小,则(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)小于是NH4Cl溶液中c(NH4+)的2倍,如等于2倍,则c(NH4Cl)应较大,
故答案为:<;
(2)随着向废液中投入生石灰,c(OH-)增大,c(NH3•H2O)减小,则溶液中
[NH3•H2O] |
[OH-] |
(3)提纯CaSO4•2H2O,可加入稀硫酸溶解Fe(OH)3,且防止CaSO4•2H2O的溶解,过滤后洗涤、干燥,
故答案为:稀硫酸;晾干或干燥;
(4)①H3AsO4是弱酸电离出来的AsO43-较少,所以酸性条件下不易形成Ca3(AsO4)2沉淀,当溶液中pH调节到8左右时AsO43-浓度增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀,
故答案为:H3AsO4是弱酸,当溶液中pH调节到8左右,c(AsO43-)增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀;
②Na3AsO4的第一步水解的离子方程式为:AsO43-+H2O⇌HAsO42-+OH-,该步水解的平衡常数Kh=
c(HAsO42-)•c(OH -) |
c(AsO4 3-) |
c(HAsO 42-)•c(OH -)•c(H +) |
c(AsO 43-)•c(H +) |
Kw |
K 3 |
10 -14 |
4.0×10 -12 |
故答案为:2.5×10-3;
③已知:AsO43-+2I-+2H+=AsO33-+I2+H2O,SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+.还原剂还原性大于还原产物的还原性,则还原性SO2>I->AsO33-,两个反应中还原性最强的微粒是SO2,
故答案为:SO2.
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