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【题目】Ⅰ、我国规定生活用水中镉排放的最大允许浓度为0.005 mg/L。处理含镉废水可采用化学沉淀法。试回答下列问题:

(1)磷酸镉(Cd3(PO4)2)沉淀溶解平衡常数的表达式Ksp________

(2)一定温度下,CdCO3Ksp=4.0 × 10-12,Cd(OH)2Ksp=3.2 × 10-14,那么它们在水中的溶解量________较大。

(3)在某含镉废水中加人Na2S,当S2-浓度达到7.9 × 10-8mol/L时,水体中Cd2+浓度为_____mol/L(已知:Ksp(CdS)=7.9 × 10-27,Ar(Cd)=112);此时是否符合水源标准?______(填”)。

Ⅱ、炼锌烟尘(主要成份为ZnO,含少量CuOFeO)为原料,可以制取氯化锌和金属锌。制取氯化锌主要工艺如下:

下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH (开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L1计算)。

金属离子

Fe3+

Zn2+

Fe2+

开始沉淀的pH

1. 1

5. 2

5. 8

沉淀完全的pH

3. 2

6. 4

8. 8

(1)加入H2O2溶液的作用是________________

(2)流程图中,调节pH时,加入的试剂X可以是________(填序号)

A、ZnO B、NaOH C、Zn2(OH)2CO3 D、ZnSO4

pH应调整到_________

【答案】 c(Cd2+)3·c(PO43-)2 Cd(OH)2 10-19 使Fe2+被氧化为Fe3+ AC 3.2pH<5.2

【解析】、(1)根据磷酸镉沉淀溶解平衡方程式写出其沉淀溶解平衡常数的表达式;(2)分别根据CdCO3Cd(OH)2的沉淀溶解平衡表达式计算二者的平衡溶解度,据此比较它们在水中的摩尔溶解度;(3)根据CdS的溶度积常数计算水体中Cd2+的浓度,将体积摩尔浓度转化为质量摩尔浓度再与排放标准做对比,据此分析是否符合标准;

、(1)加过氧化氢把亚铁离子氧化为铁离子;(2)调节pH时要消耗氢离子,但是不能引入杂质;调节pH使铁离子转化为沉淀,而锌离子不沉淀,根据表中数据分析。

、(1)磷酸镉沉淀溶解平衡方程式为:Cd3(PO4)2(s)3Cd2++2PO43-,则其沉淀溶解平衡常数表达式为Ksp=c3(Cd2+)c2(PO43-),故答案为:c3(Cd2+)c2(PO43-);

(2)CdCO3达到沉淀溶解平衡时有CdCO3(s)Cd2++CO32-,则其平衡时摩尔溶解度为s==2×10-6mol/L,当Cd(OH)2达到沉淀溶解平衡时有Cd(OH)2(s)Cd2++2OH-则其平衡时摩尔溶解度为s==2×10-5mol/L,因此溶解度更大的是Cd(OH)2,故答案为:Cd(OH)2

(3)含镉废水中加入Na2S,当S2-浓度达到7.9×10-8mgL-1时,溶液中c(Cd2+)==1.0×10-19mol/L,即水体系中的Cd2+质量摩尔浓度为1.0×10-19×112×103mg/L=1.12×10-14mg/L<0.005mg/L,因此符合标准,故答案为:1.0×10-19mol/L;是;

、(1)根据流程分析可知,加过氧化氢的目的是将亚铁离子氧化为铁离子,故答案为:将亚铁离子氧化为铁离子;

(2)调节pH时要消耗氢离子,但是不能引入杂质,ZnO、Zn(OH)2、Zn2(OH)2CO3均与氢离子反应生成锌离子,消耗氢离子的同时不引入杂质,ZnSO4不能与氢离子反应,所以不能调节pH,故选AC,调节pH使铁离子转化为沉淀,而锌离子不沉淀,由表中数据可知pH≥3.2时,铁离子完全沉淀,而锌离子开始沉淀的pH5.2,所以要调节pH3.2≤pH<5.2,故答案为:AC;3.2≤pH<5.2。

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a

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NaAlO2

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B

AlCl3

Al(OH)3

NaAlO2

C

Al

Al(OH)3

Al2O3

D

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Mg(OH)2

MgO

A. AB. BC. CD. D

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