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 随着工业的迅速发展,产生的废水对水体的污染也日趋严重。通过控制溶液的pH对工业废水中的金属离子进行分离是实际工作中经常使用的方法。下表是常温下金属氢氧化物的Ksp(沉淀溶解平衡常数)和金属离子在某浓度下开始沉淀所需的pH(表中浓度为相应pH时溶液中有关金属离子产生沉淀的最小浓度;当溶液中金属离子浓度小于10-5 mol·L-1时通常认为该离子沉淀完全)。

金属离子

Ksp

pH(10-1 mol·L-1)

pH(10-5 mol·L-1)

Fe3+

4.0×10-38

2.7

3.7

Cr3+

6.0×10-31

4.3

5.6

Cu2+

2.2×10-20

4.7

6.7

Ca2+

4.0×10-5

12.3

14.3

(1)某厂排出的废水中含有Cu2+和Fe3+,测得其浓度均小于0.1 mol·L-1。为除去其中的Fe3+,回收铜,需控制的pH范围是_______________________________。

(2)为了处理含有Cr2O72-酸性溶液的工业废水,采用如下方法:向废水中加人适量NaCl,以Fe为电极进行电解,经过一段时间,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出,从而使废水中铬含量低于排放标准。

6ec8aac122bd4f6e ①Cr2O72-转变为Cr3+的离子方程式为______________________。

 ②pH对废水中Cr2O72-去除率的影响如右图。你认为电解过程中溶液的pH取值在______范围内对降低废水中的铬含量最有利,请说明理由:____________________________________________。

[注:去除率(%)=[(c0-c)/co]×100%,式中:co—理前废水中Cr2O72-的浓度,c—处理后废水中Cr2O72-的浓度]

(3)沉淀转化在生产中也有重要应用。例如,用Na2CO3溶液可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为较疏松而易清除的CaCO3,该沉淀转化达到平衡时,其平衡常数K=_________(写数值)。[已知Ksp (CaSO4)=9.1x10-6,Ksp (CaCO3)=2.8×10-9]

 

答案:
 共10分。 (1)3.7≤pH<4.7或3.7≤pH≤4.7(2分) (2)①Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O(2分)  ②4.3~5.6(或5~6)(2分)     pH越小,Cr2O72-的去除率越大,但难形成Cr(OH)3沉淀从废水中分离;pH越大,Cr2O72-的去除率越小(2分) (3)3.25×103(2分)
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 近期因“召回门”而闹的沸沸扬扬的丰田Prius属第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低了汽油的消耗;在刹车和下坡时电动机处于充电状态。

    (1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料,汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反应,每生成1 mol水蒸气放热569.1 kJ。则该反应的热化学方程式为_________________________________。

6ec8aac122bd4f6e    (2)混合动力车的电动机目前一般使用的是镍氢电池,镍氢电池采用镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解液。镍氢电池充放电原理示意如图,其总反应式是:

6ec8aac122bd4f6e

根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH将_______(填“增大”、“不变”或“减小”),该电极的电极反应式为_________________。

(3)汽车尾气中的一氧化碳是大气污染物,可通过如下反应降低其浓度:

 CO(g)+1/2O2(g) 6ec8aac122bd4f6eCO2(g)。

①某温度下,在两个容器中进行上述反应,容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中的空格。   

容器编号

c(CO)/mol·L-1

c (O2)/mol·L-1

c (CO2)/mol·L-1

v(正)和v (逆)

比较

I

2.0×10-4

4.0×10-4

4.0×10-2

v(正)=v(逆)

3.0×10-4

4.0×10-4

5.0×10-2

 

    ②相同温度下,某汽车尾气中CO、CO2的浓度分别为1.0×10-5mol·L-1和1.0×10-4mol·L-1。若在汽车的排气管上增加一个补燃器,不断补充O2并使其浓度保持为1.0×10-4mol·L-1,则最终尾气中CO的浓度为_________mol·L-1