Question

镉离子（Cd²⁺）是重金属冶炼工业污水中的一种离子．处理含镉废水常用化学沉淀法．回答下面的问题．
（1）以下是几种镉的难溶化合物的溶度积常数（25℃）：

含镉难溶物	CdCO3	CdS	Cd（OH）2
溶度积常数	5.2×10-12	3.6×10-29	2.0×10-16

根据上表提供的信息判断，沉淀Cd²⁺效果最佳的试剂是______
a．Na₂CO₃        b．Na₂S       c．CaO
（2）如图1所示为某化工厂处理含Cd²⁺废水的流程：

①写出加入生石灰后发生反应的离子方程式：______．
②聚合氯化铝[Al₂（OH）_nCl_x-n]是一种无机高分子聚合物，分子式中x=______．
③如图2是随污水的pH升高Cd²⁺去除率的变化图象，由图象可知，处理含Cd²⁺污水的最佳pH=______（取正整数），此时溶液中c（Cd²⁺）=______．
（3）在特定的电解槽中，用铝、铜作电极，氯化铝作电解液，制备聚合氯化铝（示意图如图3），电解反应为：Al+H₂O+AlCl₃[Al₂（OH）_nCl_x-n]+H₂
①铝作电解池的______（填“阴”或“阳”）极．
②该电解池的阴极电极反应为______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据溶度积常数大小分析，Ksp越小，溶解度越小，沉淀越完全；
（2）①加入CaO后，CaO先与水反应，产物再与Cd²⁺反应；
②根据化合物中元素的化合价分析；
③根据图象可知PH=11时Cd²⁺去除率最大；根据Ksp计算；
（3）①电解槽中Al参加反应失电子，作阳极，②阴极是溶液中的阳离子得电子，即2H⁺+2e^-=H₂↑．
解答：解：（1）根据溶度积常数大小分析，Ksp越小，溶解度越小，沉淀越完全，由表格可知CdS的Ksp最小，所以应选Na₂S作沉淀剂，故答案为：b；
（2）①加入CaO后，CaO先与水反应，产物再与Cd²⁺反应其反应方程为：CaO+H₂O=Ca²⁺+2OH^-、Cd²⁺+2OH^-=Cd（OH）₂↓，
故答案为：CaO+H₂O=Ca²⁺+2OH^-、Cd²⁺+2OH^-=Cd（OH）₂↓；
②根据化合物中元素的化合价分析，化合物中元素化合价的代数和为零，则n×（-1）+（x-n）×（-1）+2×3=0，所以x=6，故答案为：6；
③根据图象可知PH=11时Cd²⁺去除率最大；根据Ksp=c（Cd²⁺）?c²（OH^-）=2.0×10^-16，已知c（OH^-）=10^-3，则c（Cd²⁺）=2.0×10^-10 mol?L^-1，
故答案为：11；2.0×10^-10 mol?L^-1；
（3）①电解槽中Al参加反应失电子，所以Al作阳极，故答案为：Al；
②阴极是溶液中的阳离子得电子，即氢离子得电子，其电极方程为：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑．
点评：本题主要考查了镉及其化合物的性质，以及Ksp应用和计算、电解池等知识，难度中等，抓住题目信息是解题的关键．