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某硫酸工廠的酸性廢水中砷(As)元素含量極高,為控制砷的排放,采用化學沉降法處理含砷廢水,相關(guān)數(shù)據(jù)如下表.請回答以下問題:
表1.幾種鹽的Ksp                
難溶物 Ksp
Ca3(AsO42 6.8×10-19
CaSO4 9.1×10-6
FeAsO4 5.7×10-21
表2.工廠污染物排放濃度及允許排放標準
污染物 H2SO4 As
廢水濃度 29.4g/L 1.6g?L-1
排放標準 pH 6~9 0.5mg?L-1
(1)該硫酸工廠排放的廢水中硫酸的物質(zhì)的量濃度c(H2SO4)=
0.3
0.3
mol?L-1
(2)若酸性廢水中Fe3+的濃度為1.0×10-4mol?L-1,c(
A
s
O
3
-
4
)=
5.7×10-17
5.7×10-17
mol?L-1
(3)工廠排放出的酸性廢水中的三價砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先將其氧化成五價砷(H3AsO4弱酸),MnO2被還原為Mn2+,反應(yīng)的離子方程式為
2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O
2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O

(4)在處理含砷廢水時采用分段式,先向廢水中投入生石灰調(diào)節(jié)pH到2,再投入生石灰將pH調(diào)節(jié)到8左右使五價砷以Ca3(AsO42形式沉降.
①將pH調(diào)節(jié)到2時廢水中有大量沉淀產(chǎn)生,沉淀主要成分的化學式為
CaSO4
CaSO4
;
②Ca3(AsO42在pH調(diào)節(jié)到8左右才開始沉淀,原因為
H3AsO4是弱酸,當溶液中pH調(diào)節(jié)到8左右,c(
A
s
O
3
-
4
)增大,Ca3(AsO42開始沉淀
H3AsO4是弱酸,當溶液中pH調(diào)節(jié)到8左右,c(
A
s
O
3
-
4
)增大,Ca3(AsO42開始沉淀

③砷酸(H3AsO4)分步電離的平衡常數(shù)(25℃)為:K1=5.6×10-3K2=1.7×10-7K3=4.0×10-12
第三步電離的平衡常數(shù)的表達式為K3=
c
A
s
O
4
3
-
?
c
H
+
c
HA
s
O
4
2
-
c
A
s
O
4
3
-
?
c
H
+
c
HA
s
O
4
2
-
.Na3AsO4的第一步水解的離子方程式為:
A
s
O
3
-
4
+H2O?
HA
s
O
2
-
4
+OH-,該步水解的平衡常數(shù)(25℃)為:
2.5×10-3
2.5×10-3
(保留兩位有效數(shù)字).

【答案】0.3;5.7×10-17;2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O;CaSO4;H3AsO4是弱酸,當溶液中pH調(diào)節(jié)到8左右,c(
A
s
O
3
-
4
)增大,Ca3(AsO42開始沉淀;
c
A
s
O
4
3
-
?
c
H
+
c
HA
s
O
4
2
-
;2.5×10-3
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:30引用:4難度:0.5
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