Question

利用化學(xué)原理可以對工廠排放的廢水進(jìn)行有效檢測與合理處理．
（1）染料工業(yè)排放的廢水中含有大量有毒的NO₂^-，可以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(lán)的氣體）．除去NO₂^-的離子方程式為

 

．
（2）廢水中的N、P元素是造成水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵因素，農(nóng)藥廠排放的廢水中常含有較多的NH₄⁺和PO₄^3-，一般可以通過兩種方法將其除去．
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(jìn)行回收．當(dāng)處理后的廢水中c（Ca²⁺）=2×10^-7 mol/L時，溶液中c（PO₄^3-）=

 

mol/L．（已知K_sp[Ca₃（PO₄）₂]=2×10^-33）
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(yīng)的方程式為Mg²⁺+NH₄⁺+PO₄^3-=MgNH₄PO₄↓．該方法中需要控制污水的pH為7.5～10，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(diǎn)為

 

．
（3）三氯乙烯在印刷、紡織等行業(yè)應(yīng)用廣泛，為了減少其對環(huán)境的影響，可將三氯乙烯在二氧化鈦薄膜上催化降解，其反應(yīng)的機(jī)理如下：
A．CCl₂=CHCl+?Cl→?CCl₂CHCl₂
B．CCl₂CHCl₂+O₂→?OOCCl₂CHCl₂
C．OOCCl₂CHCl₂→?OCCl₂CHCl₂+1/2O₂
D．OCCl₂CHCl₂→CHCl₂COCl+?Cl
該反應(yīng)的總化學(xué)反應(yīng)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),離子方程式的書寫,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）鋁與強(qiáng)堿能反應(yīng)生成偏鋁酸鹽，高中學(xué)過的能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體是氨氣，由此判斷該反應(yīng)的生成物，從而寫出離子方程式．
（2）①根據(jù)K_sp[Ca₃（PO₄）₂]=2.0×10^-33計(jì)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(yīng)；方法二能同時除去廢水中的氮；
（3）反應(yīng)中Cl原子作催化劑，把四個方程相加即可得到總方程．

解答： 解：（1）根據(jù)題意知，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體是氨氣，鋁與強(qiáng)堿能反應(yīng)生成偏鋁酸鹽，鋁是還原劑，NO₂^-是氧化劑，所以能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成偏鋁酸鹽和氨水，
離子方程式為：2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O=2AlO₂^-+NH₃?H₂O．
故答案為：2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O=2AlO₂^-+NH₃?H₂O
（2）①K_sp[Ca₃（PO₄）₂]=c³（Ca²⁺）×c²（PO₄^3-）=8.0×10^-21×c²（PO₄^3-）=2.0×10^-33，c（PO₄^3-）=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(yīng)，平衡向逆反應(yīng)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(dāng)pH高于10.7時，溶液中的Mg²⁺、NH₄⁺會與OH^-反應(yīng)，平衡向逆反應(yīng)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；
（3）反應(yīng)中Cl原子作催化劑，把四個方程相加即可得到總方程，其反應(yīng)方程為：2CCl₂=CHCl+O₂→2CHCl₂COCl；故答案為：2CCl₂=CHCl+O₂→2CHCl₂COCl．

點(diǎn)評：本題考查了離子方程式的書寫，Ksp的有關(guān)計(jì)算，題目難度中等，本題注意影響沉淀溶解平衡的因素．