作业帮（2011•南通一模）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，
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：化学作业 时间：2024/05/04 17:40:44
（2011•南通一模）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．
表1．几种砷酸盐的Ksp
表2．工厂污染物排放浓度及允许排放标准
回答以下问题：
（1）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．
（2）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．
（3）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______．
（4）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．
①将pH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______．
| 难溶物 | Ksp |
| Ca3（AsO4）2 | 6.8×10-19 |
| AlAsO4 | 1.6×10-16 |
| FeAsO4 | 5.7×10-21 |
| 污染物 | H2SO4 | As |
| 浓度 | 28.42g/L | 1.6g•L-1 |
| 排放标准 | pH 6～9 | 0.5mg•L-1 |
回答以下问题：
（1）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．
（2）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．
（3）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______．
（4）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．
①将pH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______．
（1）图表中硫酸浓度为28.42g/L，换算物质的量浓度=
28.42g
98g/mol
1L=0.29mol/L；
故答案为：0.29；
（2）难溶物Ca3（AsO4）2的沉淀溶解平衡为：Ca3（AsO4）2（s）⇌3Ca2++2AsO43-；溶度积Ksp=c3（Ca2+）•c2 （AsO43-）；若混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10-4mol•L-1，依据Ksp大小可以得到，Ksp（FeAsO4 ）小，反应过程中Fe3+先析出沉淀；依据Ksp（FeAsO4 ）=c（Fe3+）c（AsO43-）=5.7×10-21；Fe3+的浓度均为1.0×10-4mol•L-1，计算得到 c（AsO43-）=5.7×10-17mol/L；
故答案为：c3（Ca2+）•c2 （AsO43-）；5.7×10-17；
（3）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），则该反应的离子方程式为：2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O；
故答案为：2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O；
（4）①硫酸钙难溶于酸，所以酸性条件下能析出，因此pH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CaSO4，故答案为：CaSO4；
②H3AsO4是弱酸电离出来的AsO43-较少，所以酸性条件下不易形成Ca3（AsO4）2沉淀，当溶液中pH调节到8左右时AsO43-浓度增大，Ca3（AsO4）2开始沉淀，
故答案为：H3AsO4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．
28.42g
98g/mol
1L=0.29mol/L；
故答案为：0.29；
（2）难溶物Ca3（AsO4）2的沉淀溶解平衡为：Ca3（AsO4）2（s）⇌3Ca2++2AsO43-；溶度积Ksp=c3（Ca2+）•c2 （AsO43-）；若混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10-4mol•L-1，依据Ksp大小可以得到，Ksp（FeAsO4 ）小，反应过程中Fe3+先析出沉淀；依据Ksp（FeAsO4 ）=c（Fe3+）c（AsO43-）=5.7×10-21；Fe3+的浓度均为1.0×10-4mol•L-1，计算得到 c（AsO43-）=5.7×10-17mol/L；
故答案为：c3（Ca2+）•c2 （AsO43-）；5.7×10-17；
（3）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），则该反应的离子方程式为：2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O；
故答案为：2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O；
（4）①硫酸钙难溶于酸，所以酸性条件下能析出，因此pH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CaSO4，故答案为：CaSO4；
②H3AsO4是弱酸电离出来的AsO43-较少，所以酸性条件下不易形成Ca3（AsO4）2沉淀，当溶液中pH调节到8左右时AsO43-浓度增大，Ca3（AsO4）2开始沉淀，
故答案为：H3AsO4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．
（2011•南通一模）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，
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(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
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