时间:2017-03-02 23:39:01
1、填空题 (12分)以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高，为控制砷的排放，采用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表。
回答以下问题：
⑴该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)＝?________mol·L－1。
⑵写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式：Ksp[Ca3(AsO4)2]＝? ________，若混合溶液中Al3＋、Fe3＋的浓度均为1.0×10－4mol·L－1，c(AsO43－)的最大是? ___mol·L－1。
⑶工厂排放出的酸性废水中的三价砷（H3AsO3弱酸）不易沉降，可投入MnO2先将其氧化成五价砷（H3AsO4弱酸），写出该反应的离子方程式?。
⑷在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入生石灰调节pH到2，再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
①pH调节到2时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分的化学式为? __；
②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为? _____。
参考答案：⑴0.29?⑵c3 (Ca2＋)·c2 (AsO43－)? 5.7×10－17
⑶2H＋＋MnO2＋H3AsO3＝H3AsO4＋Mn2＋＋H2O
⑷①CaSO4?②H3AsO4是弱酸，当溶液中pH调节到8左右时AsO43－浓度增大，Ca3(AsO4)2开始沉淀
本题解析：（1）根据28.42 g/L可知，硫酸的浓度是28.42÷98mol/L＝0.29mol/L。
（2）根据溶度积常数的表达式可知，Ksp[Ca3(AsO4)2]＝c3 (Ca2＋)·c2 (AsO43－)。若混合溶液中Al3＋、Fe3＋的浓度均为1.0×10－4mol·L－1，则根据溶度积常数可知，c(AsO43－)分别是1.6×10－12mol/L、5.7×10－17mol/L。所以最大值不能超过5.7×10－17mol/L。
（3）二氧化锰的还原产物是Mn2＋，所以方程式为2H＋＋MnO2＋H3AsO3＝H3AsO4＋Mn2＋＋H2O。
（4）①由于废水中含有硫酸，所以最先生成的沉淀是硫酸钙沉淀。
②由于H3AsO4是弱酸，所以当溶液中pH调节到8左右时AsO43－浓度增大，Ca3(AsO4)2开始沉淀。
本题难度：一般
2、选择题 已知某酸性溶液中含有Ba2+、Fe3+，则下述离子组中能与上述离子共存的是（ ）
A．CO32-、Cl-
B．NO3-、Cl-
C．NO3-、SO42-
D．OH-、NO3-
参考答案：A、H+离子与CO32-离子反应生成二氧化碳气体和水，不能大量共存，并且CO32-离子与Ba2+、Fe3+离子易生成沉淀或发生相互促进的水解反应，不能大量共存，故A错误；
B、NO3-、Cl-离子与H+、Ba2+、Fe3+离子不发生反应，可以大量共存，故B正确；
C、Ba2+离子与SO42-离子反应生成沉淀，不能大量共存，故C错误；
D、H+离子与OH-离子反应生成水，Fe3+离子与OH-离子反应生成沉淀，不能大量共存，故D错误．
故选B．
本题解析：
本题难度：简单
3、实验题 （13分）某无色溶液，由Na＋、Ba2＋、Al3＋、AlO2－、Fe3＋、CO32－、SO42－中的若干种组成。取适量该溶液进行如下实验：
①加入过量盐酸，有气体生成；
②在上面所得的溶液中再加入过量碳酸氢铵溶液，有气体生成，同时析出白色沉淀甲；
③在②所得溶液中再加入过量Ba（OH）2溶液，也有气体生成，并有白色沉淀乙析出。
（1）则原溶液中一定不能大量存在的离子是 ，可能存在的离子是 。
（2）实验①中发生反应的离子方程式为 ， 。
（3）实验②中气体成分是 ，沉淀甲的成分是 。
（4）实验③中气体成分是 ，沉淀乙的成分是 。
参考答案：
（1）Ba2＋、Al3＋、Fe3＋（3分） SO42－（1分）
（2）AlO2－＋4H+＝Al3＋＋2H2O；CO32－＋2H+＝H2O＋CO2↑（各2分）
（3）CO2 Al（OH）3（各1分）
（4）NH3（1分） BaCO3 或BaCO3与BaSO4的混合物（2分）
本题解析：略
本题难度：一般
4、选择题 在水溶液中能大量共存的一组离子是
A．Ag+、Ca2+、Cl-、Br-
B．I-、H+、SO42-、 ClO-
C．Al3+、NH4+、Cl-、CO32-
D．K+、Mg2+、NO3-、SCN-
参考答案：D
本题解析：Ag+与Cl?、Br?分别反应生成AgCl沉淀和AgBr沉淀，不能大量共存，故A错误；B、H+与ClO?结合生成弱酸HClO，不能大量共存，故B错误；C、Al3+与CO32?发生相互促进的水解反应，不能大量共存，故C错误；D、离子间互不反应，可以大量共存，故D正确。
考点：本题考查离子共存。
本题难度：一般
5、选择题 如图表示溶液中c（H+）和c（OH-）的关系，下列判断正确的是
A．图中T1＞T2
B．XZ线上任意点均有pH＜7
C．两条曲线间任意点均有c（H＋）×c（OH－）＝Kw
D．M区域内任意点对应的溶液中
下列离子可以大量共存：Fe3＋、Na＋、Cl－、SO42－
参考答案：C
本题解析：A、T1时KW=1×10-14，T2时KW=1×10-13，随温度升高，KW增大，所以图中T1<T2，错误；B、Z点时，pH=6.5，错误；C、水溶液都存在Kw= c（H＋）×c（OH－），正确；D、M区域内c（H＋）<c（OH－）,溶液呈碱性，Fe3＋与氢氧根离子结合成氢氧化铁沉淀，不能大量共存，错误，答案选C。
本题难度：一般