當今水體的污染成為人們關注的焦點.利用化學原理可以對工廠排放的廢水進行有效檢測與合理處理.
(1)廢水中的N、P元素是造成水體富營養(yǎng)化的關鍵因素,農(nóng)藥廠排放的廢水中常含有較多的NH4+和PO43-,一般可以通過以下兩種方法將其除去.
①方法一:將Ca(OH)2或CaO 投加到待處理的廢水中,生成磷酸鈣,從而進行回收.已知常溫下Ksp[Ca3(PO42]=2.0×10-33,當處理后的廢水中c(Ca2+)=2.0×10-7 mol?L-1時,溶液中c(PO43-)=______mol?L-1
②方法二:在廢水中加入鎂礦工業(yè)廢水,就可以生成高品位的磷礦石--鳥糞石,反應的方程式為Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4↓.該方法中需要控制污水的pH為7.5~10.0,若pH高于10.7,鳥糞石的產(chǎn)量會大大降低.其原因可能為______;與方法一相比,方法二的優(yōu)點為______.
(2)染料工業(yè)排放的廢水中含有大量有毒的NO2-,可在堿性條件下加入鋁粉除去,加熱處理后的廢水會產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體.現(xiàn)有1.0t含氮質(zhì)量分數(shù)為0.035%的NO2-廢水,用此法完全處理后生成的AlO2-的物質(zhì)的量為______.
(3)工業(yè)上也會利用鋁粉除去含氮廢水中的NO3-.現(xiàn)在處理100m3濃度為2.0×10-4mol?L-1的NaNO3溶液,加入一定量的2mol?L-1的NaOH溶液和鋁粉,控制溶液pH在10.7左右,加熱,使產(chǎn)生的氣體全部逸出,當NaNO3反應掉一半時,測得氮氣和氨氣的體積比為4:1,求此過程中消耗鋁的質(zhì)量.(寫出計算過程,無過程以0分計算)

解:(1)①Ksp[Ca3(PO42]=c3(Ca2+)×c2(PO43-)=8.0×10-21×c2(PO43-)=2.0×10-33,c(PO43-)=5.0×10-7mol?L-1,故答案為:5.0×10-7;
②若pH高于10.7,鳥糞石的產(chǎn)量會大大降低,可能是溶液中的Mg2+、NH4+會與OH-反應,平衡向逆反應方向移動,方法二能同時除去廢水中的氮,用了鎂礦工業(yè)廢水,
故答案為:當pH高于10.7時,溶液中的Mg2+、NH4+會與OH-反應,平衡向逆反應方向移動;能同時除去廢水中的氮,充分利用了鎂礦工業(yè)廢水;
(2)n(NO2-)==25mol,反應的方程式為2Al+NO2-+OH-+2H2O=2AlO2-+NH3?H2O,
則用此法完全處理后生成的AlO2-的物質(zhì)的量為25mol×2=50mol,故答案為:50 mol;
(3)參加反應的n(NaNO3)=100m3×103 L?m-3×2.0×10-4 mol?L-1×=10mol,
[方法1]根據(jù)方程式:
16Al+9NO3-+7OH-=16AlO2-+4N2↑+NH3↑+2H2O
16 9
n(Al) 10mol
n(Al)=mol
[方法2]根據(jù)氮原子守恒,還原產(chǎn)物氮氣和氨氣中的氮原子之比為8:1,即可得:
生成的n(N2)=(10mol×)×=mol;n(NH3)=10mol×=mol
根據(jù)電子轉移守恒,可得:
mol×10+mol×8=n(Al)×3;n(Al)=mol,
此過程中消耗m(Al)=mol×27 g?mol-1=480g.
答:此過程中消耗鋁的質(zhì)量為480g.
分析:(1)①根據(jù)Ksp[Ca3(PO42]=2.0×10-33計算;
②若pH高于10.7,鳥糞石的產(chǎn)量會大大降低,可能是溶液中的Mg2+、NH4+會與OH-反應;
方法二能同時除去廢水中的氮;
(2)根據(jù)2Al+NO2-+OH-+2H2O=2AlO2-+NH3?H2O計算;
(3)根據(jù)16Al+9NO3-+7OH-=16AlO2-+4N2↑+NH3↑+2H2O或利用氮原子守恒計算.
點評:本題考查氧化還原反應的計算問題,題目難度中等,本題注意相關反應的化學方程式的書寫,根據(jù)反應的方程式計算,為解答該題的關鍵.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:單選題

下列反應的離子方程式中,正確的是


  1. A.
    稀硫酸滴在銀片上:2Ag+2H+=2Ag++H2
  2. B.
    稀硫酸與氫氧化鋇溶液混合:SO42-+Ba2+=BaSO4
  3. C.
    稀硝酸滴在大理石上:CaCO3+2H+=Ca2++H2CO3
  4. D.
    氧化鐵與稀鹽酸混合:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

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科目:高中化學 來源: 題型:單選題

下列說法正確的是


  1. A.
    制取水泥和玻璃的原料中均有純堿
  2. B.
    普通玻璃是電的絕緣體,這種透明的固體物質(zhì)是混合物,并有固定的熔點
  3. C.
    等物質(zhì)的量的 SiO2與CaCO3在高溫下鍛燒,殘留物為一純凈物
  4. D.
    水泥具有水硬性,在空氣中能硬化,但在水中不能硬化

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科目:高中化學 來源: 題型:單選題

下列反應屬于氧化還原反應,又屬于離子反應和化合反應的是


  1. A.
    硅和氫氧化鈉溶液反應
  2. B.
    二氧化碳通入飽和Na2CO3溶液
  3. C.
    氫氣在氯氣中燃燒
  4. D.
    氯氣通入到氯化亞鐵溶液中

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科目:高中化學 來源: 題型:單選題

NA代表阿伏加德羅常數(shù),下列說法正確的是


  1. A.
    2.3克鈉離子所帶電荷數(shù)為0.1NA
  2. B.
    0.2NA個硫酸分子與19.6克磷酸含有相同的氫原子數(shù)
  3. C.
    28克氮氣所含的原子數(shù)為NA
  4. D.
    NA個氧分子與NA個氫分子的質(zhì)量比為8:1

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

在潛水艇中可用過氧化鈉作為供氧劑.請選用適當?shù)幕瘜W試劑和實驗用品,用圖中的實驗裝置進行實驗,證明過氧化鈉可用于制取氧氣.
(1)A是用CaCO3制取CO2的裝置.寫出A中發(fā)生反應的化學方程式:______.
(2)按要求填寫表中空格:
儀器編號盛放的試劑加入該試劑的目的
B飽和NaHCO3溶液
C
D 吸收未反應的CO2氣體
(3)試管F中收集滿氣體后,下一步實驗操作是______,證明收集到的氣體是氧氣的方法是______.

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科目:高中化學 來源: 題型:單選題

室溫下,下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是


  1. A.
    c(OH-)/c(H+)=10-12的溶液中:NH4+、Cu2+、NO3-、Cl-
  2. B.
    新制飽和氯水中:Na+、Al3+、SO32-、SO42-
  3. C.
    (NH42Fe(SO42溶液中:Ba2+、K+、OH-、Br-
  4. D.
    c(I-)=0.1mol/L的溶液中:Na+、Fe3+、ClO-、SO42-

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科目:高中化學 來源: 題型:單選題

類推的思維方法在化學學習與研究中常會產(chǎn)生錯誤的結論,因此類推的結論最終要經(jīng)過實踐的檢驗才能確定其正確與否.下列幾種類推結論中正確的是


  1. A.
    由2Cu+O2 數(shù)學公式 2CuO可推出Cu+S 數(shù)學公式CuS
  2. B.
    相同溫度下,CaCO3的溶解度比Ca(HCO32的溶解度小,則Na2CO3的溶解度也小于NaHCO3的溶解度
  3. C.
    Mg能在CO2中燃燒,所以Na也能在CO2中燃燒
  4. D.
    CO2與Na2O2反應生成Na2CO3和O2,故SO2與Na2O2反應生成Na2SO3和O2

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

在閱讀資料時,小紅發(fā)現(xiàn),兒童從空氣中吸入的鉛量是成人吸入量的1.6~1.7倍.為了探討這個現(xiàn)象,她展開了如下的研究.利用所學知識完成以下填空.
(1)課題名稱為:______
(2)通過取樣分析,得到了下表實驗數(shù)據(jù):

離地面高度(m)0.81.01.21.41.61.82.0
空氣中鉛的濃度(μg/m31.100.980.910.720.660.540.50

分析以上實驗數(shù)據(jù),可以得出的結果是______造成此結果的原因可能是______在走訪調(diào)查中,小紅觀察到某鄉(xiāng)鎮(zhèn)顏料廠排出的廢水帶有顏色,經(jīng)鑒定含有鉛.為了測定廢水中鉛的濃度,他設計了如下實驗步驟:
廢水樣品數(shù)學公式含Pb2+溶液數(shù)學公式沉淀數(shù)學公式數(shù)學公式數(shù)學公式數(shù)學公式
(3)步驟中過濾需要的玻璃儀器是______、______和玻璃棒.
(4)步驟中a操作稱為______,缺少此操作,測得結果______(填“偏高”、“偏低”、或“無影響”).
(5)通過研究,小紅提出了一系列降低鉛對環(huán)境污染的建議,下列建議中不恰當?shù)氖耞_____
A.使用無鉛汽油                       B.開發(fā)新的無鉛燃料
C.倡導使用鉛蓄電池作動力的電動車     D.燃煤電廠、金屬冶煉廠的廢氣經(jīng)除塵后排放.

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