Question

【題目】Ⅰ、我國規定生活用水中鎘排放的最大允許濃度為0.005 mg/L。處理含鎘廢水可采用化學沉淀法。試回答下列問題：

（1）磷酸鎘（Cd3(PO4)2）沉淀溶解平衡常數的表達式Ksp＝________。

（2）一定溫度下，CdCO3的Ksp＝4.0 × 10-12，Cd（OH）2的Ksp＝3.2 × 10-14，那么它們在水中的溶解量________較大。

（3）在某含鎘廢水中加人Na2S，當S2-濃度達到7.9 × 10-8mol/L時，水體中Cd2+濃度為_____mol/L（已知：Ksp（CdS）=7.9 × 10-27，Ar(Cd)=112）；此時是否符合水源標準？______（填“是”或“否”）。

Ⅱ、煉鋅煙塵（主要成份為ZnO，含少量CuO和FeO）為原料，可以制取氯化鋅和金屬鋅。制取氯化鋅主要工藝如下：

下表列出了相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH (開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L－1計算)。

金屬離子	Fe3+	Zn2+	Fe2+
開始沉淀的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）流程圖中，調節pH時，加入的試劑X可以是________（填序號）

A、ZnO B、NaOH C、Zn2(OH)2CO3 D、ZnSO4

pH應調整到_________。

Answer 1

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

【解析】Ⅰ、(1)根據磷酸鎘沉淀溶解平衡方程式寫出其沉淀溶解平衡常數的表達式；(2)分別根據CdCO3和Cd(OH)2的沉淀溶解平衡表達式計算二者的平衡溶解度，據此比較它們在水中的摩爾溶解度；(3)根據CdS的溶度積常數計算水體中Cd2+的濃度，將體積摩爾濃度轉化為質量摩爾濃度再與排放標準做對比，據此分析是否符合標準；

Ⅱ、(1)加過氧化氫把亞鐵離子氧化為鐵離子；(2)調節pH時要消耗氫離子，但是不能引入雜質；調節pH使鐵離子轉化為沉淀，而鋅離子不沉淀，根據表中數據分析。

Ⅰ、(1)磷酸鎘沉淀溶解平衡方程式為：Cd3(PO4)2(s)3Cd2++2PO43-，則其沉淀溶解平衡常數表達式為Ksp=c3(Cd2+)c2(PO43-)，故答案為：c3(Cd2+)c2(PO43-)；

(2)當CdCO3達到沉淀溶解平衡時有CdCO3(s)Cd2++CO32-，則其平衡時摩爾溶解度為s==2×10-6mol/L，當Cd(OH)2達到沉淀溶解平衡時有Cd(OH)2(s)Cd2++2OH-，則其平衡時摩爾溶解度為s==2×10-5mol/L，因此溶解度更大的是Cd(OH)2，故答案為：Cd(OH)2；

(3)含鎘廢水中加入Na2S，當S2-濃度達到7.9×10-8mgL-1時，溶液中c(Cd2+)==1.0×10-19mol/L，即水體系中的Cd2+質量摩爾濃度為1.0×10-19×112×103mg/L=1.12×10-14mg/L＜0.005mg/L，因此符合標準，故答案為：1.0×10-19mol/L；是；

Ⅱ、(1)根據流程分析可知，加過氧化氫的目的是將亞鐵離子氧化為鐵離子，故答案為：將亞鐵離子氧化為鐵離子；

(2)調節pH時要消耗氫離子，但是不能引入雜質，ZnO、Zn(OH)2、Zn2(OH)2CO3均與氫離子反應生成鋅離子，消耗氫離子的同時不引入雜質，ZnSO4不能與氫離子反應，所以不能調節pH，故選AC，調節pH使鐵離子轉化為沉淀，而鋅離子不沉淀，由表中數據可知pH≥3.2時，鐵離子完全沉淀，而鋅離子開始沉淀的pH為5.2，所以要調節pH為3.2≤pH＜5.2，故答案為：AC；3.2≤pH＜5.2。