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填空题 适中0.65 引用1 组卷529
砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素,其剧毒、难降解且易生物聚集的特点极大的威胁了水环境安全和人体健康。天然水体中砷元素主要以As(III)和As(V)存在,且As(III)的毒性更大。常见除砷的方法有沉淀法、氧化絮凝法和离子交换法等。
(1)沉淀法除砷:砷酸盐的溶解度小,工业上需要将废水中和至pH>12,再用氧化剂将As(III)转化成As(V),然后用石灰乳沉淀除砷,得到Ca5(AsO4)3OH沉淀。“沉砷”的最佳温度控制在80~85℃的原因是_______
(2)高铁酸盐氧化絮凝法除砷。
已知:a.As(III)和As(V)水溶液中含砷的各物种分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如题图所示。

b.高铁酸钾易溶于水,具有强氧化性;溶液酸性越强,其氧化性越强;在pH<1的酸性条件下质子化,主要以HFeO形式存在。
c.高铁酸钾在一定pH范围的水溶液中易生成Fe(OH)3胶体,溶液的pH对胶体粒子表面所带电荷有影响。pH=7.1时,胶体粒子表面不带电荷;pH>7.1时,胶体粒子表面带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH<7.1时,胶体粒子表面带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。
①pH<1时,HFeO将As(III)氧化为As(V)的离子方程式为_______
②在一定pH范围内,K2FeO4的还原产物可形成Fe(OH)3胶体,吸附As(V)的离子达到除砷目的;不同pH对K2FeO4氧化絮凝除砷影响如图所示。除砷过程中控制废水pH为4~7,pH过低或过高,砷的去除率都下降,其原因是_______

(3)离子交换法除砷:强碱性离子交换树脂上的OH与废水中的H2AsO、HAsO、AsO进行离子交换,OH-进入水中,H2AsO、HAsO、AsO被树脂固定以达到除As(V)目的;不同pH对As(V)去除率的影响如图所示。结合As(V)在水溶液中的存在形态与pH的关系和OH-的交换效率分析,pH=4.5时去除率最高的原因是_______
21-22高三上·江苏盐城·期中
知识点:氧化还原反应方程式的配平温度对化学反应速率的影响影响难溶电解质溶解平衡的内因常见无机物的制备 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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废水中的砷主要以无机砷(三价砷和五价砷)存在,常用的除砷方法有化学沉淀法、絮凝沉淀法等。
(1)铁盐絮凝沉淀法。H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图所示

①当废水的pH=5时,往废水中加入硫酸铁可得到FeAsO4沉淀,反应的离子方程式为_______
②Na2HAsO4溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl2溶液,溶液则显酸性,其原因是_______(用离子方程式表示)。
③已知:Fe(OH)3胶体可以吸附废水中的五价砷物种而沉降,溶液的pH对Fe(OH)3胶体表面所带负电荷有影响。聚合硫酸铁{[Fe2(OH)6-2n](SO4)nm是一种高效净水剂,溶于水能部分解离出Fe3+,随着溶液pH增大,[Fe2(OH)6-2n]2n+中n值逐渐减小,直至形成[Fe(OH)6]3-。向含五价砷的废水中加入聚合硫酸铁,含砷微粒的浓度与溶液pH的关系如图所示。pH>9时,废水中含砷的去除率迅速下降的原因是_______

(2)石灰沉淀法。向含有一定浓度的Na3AsO4中加入Ca(OH)2溶液,在相同的n(Ca)/n(As)为6的条件下,调节溶液的pH,测得溶液中砷的去除率与pH的关系如图所示。已知:常温下Ksp[Ca3(AsO4)2]=1×10-21,Ksp[Ca(OH)2]= 6.0×10-6,Ksp(CaCO3)= 8.7×10-9,c(AsO)约为1.0×10-5时沉淀完全。

①pH>12后,砷的去除率随pH的增大而下降,其原因是_______
②保持相同的n(Ca)/n(As)为6,调节溶液的pH为12,控制不同的温度,将饱和的Ca(OH)2溶液与砷酸钠溶液混合反应,测得砷酸钠溶液中砷的去除率随温度升高而逐渐下降,可能的原因是_______

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