Question

隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，廢水的種類和數(shù)量迅猛增加，對水體的污染也日趨廣泛和嚴(yán)重，威脅人類的健康和安全．因此工業(yè)廢水的處理是當(dāng)代一個重要的課題．

（1）臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，在處理含氰（CN^-）廢水過程中由于無二次污染，而備受關(guān)注．該過程由兩步反應(yīng)組成：CN^-（aq）+O₃（g）═CNO^-（aq）+O₂（g）△H₁2CNO^-（aq）+3O₃（g）+H₂O（l）═N₂（g）+2HCO₃^-（aq）+3O₂（g）△H₂
總反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

，該反應(yīng)△H=

 

．
（2）工業(yè)含磷廢水中含大量的PO₄^3-，可通過投放鎂鹽進(jìn)行除磷．
①投放的鎂鹽讓磷酸根形成Mg₃（PO₄）₂沉淀而除磷．如圖1顯示，沉淀過程的 pH 對廢水中磷的去除率影響很大．從如圖可知，最佳除磷的pH范圍是

 

．當(dāng)pH較高時，磷去除率下降的原因是

 

．

②若處理后的廢水中c（Mg²⁺）=1.0×10^-6mol/L時，試計算溶液中的c（PO₄^3-）（寫出計算過程，已知K_sp[Mg₃（PO₄）₂]=1.0×10^-24）
③若廢水中還含有大量的NH₄⁺，投放鎂鹽，可得到磷酸氨鎂晶體（MgNH₄PO₄?6H₂O），可用作化肥．寫出該反應(yīng)的離子方程式

 

．
④實(shí)驗(yàn)表明，其他條件相同時學(xué)科王，溫度越高，殘余磷濃度越高．已知30℃時，c（PO₄^3-）～反應(yīng)時間t的變化曲線如圖2．若保持其他條件不變，請在坐標(biāo)圖中，畫出60℃時c（PO₄^3-）～反應(yīng)時間t的變化曲線示意圖．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：

分析：（1）據(jù)蓋斯定律，將所給的三個反應(yīng)：①×2+②可得總反應(yīng)以及△H．
（2）①根據(jù)圖可知，去除率較大時所對應(yīng)的PH值即是；根據(jù) Mg²⁺與OH^-反應(yīng)生成更難溶的Mg（OH）₂；
②根據(jù)K_sp[Mg₃（PO₄）₂]=1.0×10^-24計算；
③根據(jù)題目信息書寫方程式，注意電荷守恒；
④根據(jù)溫度越高，反應(yīng)速率增大，殘余磷濃度越高，畫出60℃時c（PO₄^3-）～反應(yīng)時間t的變化曲線示意圖；

解答： 解：（1）將所給的三個反應(yīng)：①×2+②可得總反應(yīng)以及△H，2CN^-（aq）+5O₃（g）+H₂O（l）═N₂（g）+2HCO

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（aq）+5O₂（g） 2△H₁+△H₂
故答案為：2CN^-（aq）+5O₃（g）+H₂O（l）═N₂（g）+2HCO

- 3

（aq）+5O₂（g）；2△H₁+△H₂；
（2）①從如圖可知，pH在10～11為除磷的最佳范圍；當(dāng)pH較高時，磷去除率下降的原因是Mg²⁺與OH^-反應(yīng)生成更難溶的Mg（OH）₂；
故答案為：10～11； Mg²⁺與OH^-反應(yīng)生成更難溶的Mg（OH）₂；
②K_sp[Ca₃（PO₄）₂]=c³（Mg²⁺）×c²（PO

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）=1.0×10^-24，即1.0×10^-18×c²（PO₄^3-）=1.0×10^-24，c（PO₄^3-）=1.0×10^-3mol?L^-1；
故答案為：1.0×10^-3mol?L^-1；
③廢水中還含有大量的NH₄⁺，投放鎂鹽，可得到磷酸氨鎂晶體（MgNH₄PO₄?6H₂O），方程式為：Mg²⁺+NH₄⁺+PO₄^3-+6H₂O═MgNH₄PO₄?6H₂O↓；
古答案為：Mg²⁺+NH₄⁺+PO₄^3-+6H₂O═MgNH₄PO₄?6H₂O↓；
④溫度越高，反應(yīng)速率增大，殘余磷濃度越高，則60℃時c（PO₄^3-）～反應(yīng)時間t的變化曲線示意圖為；
故答案為：；

點(diǎn)評：本題考查了蓋斯定律的運(yùn)用，溶度積的計算、離子方程式的書寫，探究溫度對反應(yīng)速率的影響，題目難度中等，試題側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識解決實(shí)際問題的能力．