时间:2019-07-04 00:21:30
1、填空题 某硫酸工厂的酸性废水中砷（As）元素含量极高，为控制砷的排放，采用化学沉降法处理含砷废水，工艺流程如下：
相关数据如下表，请回答以下问题：
表1．几种盐的Ksp
| 难溶物 | Ksp |
| Ca3(AsO4)2 | 6.8×10－19 |
| CaSO4 | 9.1×10－6 |
| FeAsO4 | 5.7×10－21 |
| 污染物 | H2SO4 | As |
| 废水浓度 | 29.4g/L | 1.6g·L－1 |
| 排放标准 | pH 6～9 | 0.5mg·L－1 |
HAsO42－+OH－，该步水解的平衡常数（25℃）为： （保留两位有效数字）。 参考答案： （17分）
（1）0.3 （2分）
（2）5.7×10－17（2分）
（3）2H＋+MnO2+H3AsO3==H3AsO4+Mn2＋+H2O （3分）
（4）①CaSO4（2分）
②H3AsO4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（3分）[或：pH增大，促进H3AsO4电离，c(AsO43－)增大，Qc=c3(Ca2＋)·c2(AsO43－)≥Ksp[Ca3(AsO4)2，Ca3(AsO4)2才沉淀]
③
（2分） 2.5×10－3（3分）
本题解析：（1）读表2中信息，以1L废水为研究对象，其中含有29.4gH2SO4，由于硫酸的相对分子质量为98，m/M=n，则n(H2SO4)=29.4g÷98g/mol=0.3mol，由于c=n/V，则c(H2SO4)=0.3mol÷1L=0.3mol/L；（2）FeAsO4是难溶盐，废水中存在其沉淀溶解平衡：FeAsO4 (s)
Fe3++AsO43－，则Ksp(FeAsO4)=c(Fe3+)?c(AsO43－)，所以c(AsO43－)= Ksp(FeAsO4)/c(Fe3+)=5.7×10－21/1.0×10－4 mol·L－1=5.7×10－17 mol·L－1；（3）H3AsO3失去2个电子被氧化为H3AsO4，MnO2得到2个电子被还原为Mn2＋，废水是酸性溶液，根据电子、电荷、原子守恒原理可得：2H＋+MnO2+H3AsO3==H3AsO4+Mn2＋+H2O；（4）①由于CaO+2H+==Ca2++H2O，读表1中信息可知，加入生石灰调解pH到2时，增大钙离子浓度，使CaSO4 (s)Ca2++SO42－的平衡向左移动，析出CaSO4沉淀[加入生石灰调解pH到2时，增大钙离子浓度，使Qc=c(Ca2＋)·c(SO42－)≥Ksp[CaSO4)，开始析出CaSO4沉淀]；②H3AsO4是弱酸，当溶液中pH调节到8左右，c(AsO43－)增大，Ca3(AsO4)2 (s) 3Ca2++2AsO43－的平衡向左移动，开始析出Ca3(AsO4)2沉淀[或pH增大，促进H3AsO4电离，c(AsO43－)增大，Qc=c3(Ca2＋)·c2(AsO43－)≥Ksp[Ca3(AsO4)2，Ca3(AsO4)2才沉淀]；③多元弱酸分步电离，则H3AsO4H++H2AsO4－、H2AsO4－H++HAsO42－、HAsO42－H++AsO43－，根据平衡常数定义式可得，第三步电离平衡常数K3="[" c(H+)? c(AsO43－)]/ c(HAsO42－)；水的离子积常数Kw= c(H+)? c(OH－)，AsO43－+H2OHAsO42－+OH－的平衡常数的计算表达式为[c(HAsO42－)?c(OH－)]/ c(AsO43－)，分子、分母同时乘以c(H+)，则水解平衡常数=[c(HAsO42－)?c(OH－)? c(H+)]/[ c(H+)?c(AsO43－)]= Kw/K3=（1.0×10－14）÷（4.0×10－12）=2.5×10－3。
考点：考查含砷等废水处理工艺流程，涉及质量、摩尔质量、物质的量、溶液体积、物质的量浓度、溶度积计算、关键步骤的离子方程式、调解pH分步沉淀的原理、沉淀的成分、解释原因、电离平衡常数、水的离子积、盐类水解平衡常数的计算等。
本题难度：困难
2、填空题 （2分）下列各物质的溶液物质的量浓度均为0.1 mol·L-1
①HCl ②NaOH ③ Na2CO3 ④CH3COONa ⑤NH4Cl ⑥Ba(OH)2⑦KCl ⑧ CH3COOH
按它们的pH由小到大的排列的顺序为 （填序号）
参考答案：（2分）①⑧⑤⑦④③②⑥
本题解析：盐酸是一元强酸，氢氧化钠是一元强碱，碳酸钠的水解程度大于醋酸钠的，都显碱性，氯化铵水解显酸性，氢氧化钡是二元强碱，氯化钾显中性，醋酸是弱酸，所以pH从小到大的顺序是①⑧⑤⑦④③②⑥。
本题难度：一般
3、选择题 将40℃的饱和石灰水冷却至10℃；或加入少量CaO，但温度仍保持40℃，在这两种情况下均未改变的是
[? ]
A.Ca(OH)2的溶解度、溶剂的质量?
B.溶液中溶质的质量分数
C.溶液的质量、水的电离平衡?
D.溶液中Ca2+的数目
参考答案：B
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 在25℃时，0.1mol/L的硫酸中，水的KW值为（ ）
A．大于1×10-14
B．等于1×10-14
C．小于1×10-14
D．无法确定
参考答案：B
本题解析：
试题解析：水的离子积常数只与温度有关，与溶液的酸碱性无关，常温下，水的KW=1×10-14，故选B．
考点：水的离子积常数
本题难度：一般
5、选择题 25 ℃时，水的电离达到平衡：H2O
H++OH-；
＞0，下列叙述正确的是
[? ]
A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH-)降低
B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H+)增大，KW不变
C．向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H+)降低
D．将水加热，KW增大，pH不变
参考答案：B
本题解析：
本题难度：一般