Question

如圖是目前我國城市飲用水的生產(chǎn)流程，生活飲用水水質(zhì)的標準主要有：色度、渾濁度、pH、細菌總數(shù)、氣味等．

（1）目前我國規(guī)定一、二類水質(zhì)的飲用水中鋁含量不得高于0.2mg?L^-1．已知常溫下Al（OH）₃的Ksp=3.2×10³⁴，如果某城市的出廠飲用水的pH為6，則水中Al³⁺含量為

 

mg/L，

 

（填“符合”或“不符合”）標準．
（2）流程中②的分離方式相當(dāng)于化學(xué)基本操作中的

 

操作，①、③中加氯氣的作用是

 

．氯氣和水反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（3）在污水處理分析時，常用雙硫腙（H₂Dz，二元弱酸）把金屬離子絡(luò)合成電中性的物質(zhì)[如：Bi³⁺+3H₂Dz?Bi（HDz）₃+3H⁺]，再經(jīng)萃取把金屬離子從水溶液中分離出來．設(shè)常溫時該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為K，則當(dāng)pH=3時廢水中c（H₂Dz）等于

 

mol?L^-1（用K表示）．

Answer 1

考點：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),物質(zhì)的分離、提純和除雜

專題：

分析：（1）根據(jù)下Al（OH）₃的Ksp和溶液中的氫氧根離子的濃度計算；
（2）流程中②的分離目的是分離水與難溶物質(zhì)；氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸，具有強氧化性；氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸和HCl；
（3）已知方程式Bi³⁺+3H₂Dz?Bi（HDz）₃+3H⁺，根據(jù)K的公式進行計算．

解答： 解：（1）如果某城市的出廠飲用水的pH為6，則c（OH^-）=10^-8mol/L，Ksp=c（Al³⁺）×c³（OH^-），則c（Al³⁺）=

3.2×10-34

(10-8)3

=3.2×10^-10mol/L，設(shè)溶液為1L，則其物質(zhì)的量為3.2×10^-10mol，其質(zhì)量為3.2×10^-10mol×27g/mol=8.64×10^-9g=8.64×10^-6mg，則Al³⁺的濃度為8.64×10^-6mg/L，數(shù)值小于0.2mg?L^-1，符合標準；故答案為：8.64×10^-6；符合；
（2）流程中②的分離目的是分離水與難溶物質(zhì)，其操作為過濾；氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸，次氯酸具有強氧化性能殺菌消毒；氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸和HCl，其反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+H₂O═H⁺+Cl^-+HClO；故答案為：過濾；消毒殺菌；Cl₂+H₂O═H⁺+Cl^-+HClO；
（3）已知方程式Bi³⁺+3H₂Dz?Bi（HDz）₃+3H⁺，pH=2時，c（H⁺）=10^-2mol/L，設(shè)水中的H₂D_z的濃度為cmol/L，開始時Bi³⁺的濃度為amol/L，則平衡時Bi（HDz）₃為0.4amol/L，Bi³⁺為0.6amol/L；K=

c[Bi(HDz)3]×c3(H+)

c(Bi3+)×c(H2Dz)

=

0.4a×(10-2)3

0.6a×c3

，則c=

3	2 3K

×10^-2mol/L，故答案為：

3	2 3K

×10^-2．

點評：本題以污水處理考查離子反應(yīng)、物質(zhì)的量濃度的計算、平衡常數(shù)的應(yīng)用等，注重信息的抽取和利用及離子反應(yīng)方程式的書寫的考查，題目難度較大．