Question

【題目】鐵、氯、銅及其化合物在生產、生活中有廣泛的用途。試回答下列問題。

(1)二氧化氯(ClO2)已逐步代替Cl2用于自來水處理，用ClO2處理過的飲用水(pH為5.5～6.5)常含有一定量對人體不利的亞氯酸根離子(ClO2-)。已知：25 ℃時Ka(HClO)＝3.2×10－8，Ka(HClO2)＝1.0×10－2，則酸性HClO2________HClO(填“>”“＝”或“<”)；在pH＝5的上述處理過的飲用水中＝___________；若飲用水中ClO2-的含量超標，可向其中加入適量的Fe2＋將ClO2-還原成Cl－，寫出酸性條件下該反應的離子方程式：____________________________________________________________。

(2)①腐蝕銅板后的溶液中，若Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋濃度均為0.1 mol·L－1，下圖為金屬離子的濃度的對數與溶液pH的關系，現向混合溶液中通入氨氣調節溶液的pH＝5.6，溶液中存在的金屬陽離子為____________(當溶液中金屬離子濃度≤10－5mol·L－1時，可認為沉淀完全)。

②從圖中數據計算可得Fe(OH)2的溶度積Ksp[Fe(OH)2]＝______________________。

(3)Na2S是常用的重金屬離子沉淀劑。某工業污水中含有等濃度的Cu2＋、Fe2＋、Pb2＋，滴加Na2S溶液后首先析出的沉淀是________________；當最后一種離子沉淀完全時(該離子濃度為10－5 mol·L－1)，此時的S2－濃度為___________________________。已知：Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝6×10－36；Ksp(PbS)＝2.4×10－18。

Answer 1

【答案】＞ 103 4Fe2＋+ClO2－+4H＋=4Fe3＋+Cl－+2H2O Cu2＋、Fe2＋ 1.0×10-17 CuS 6.3×10-13mol·L－1

【解析】

（1）組成相似的酸，電離平衡常數越大酸性越強；依據電離平衡常數計算式計算；

（2）①向混合溶液中通入氨氣調節溶液的pH=5.6時，由圖象分析出：易生成Fe（OH）3沉淀；

②根據Ksp[Fe（OH）2]=c（Fe2＋）×c2（OH－）計算；

（3）物質組成類型相同，溶度積越小，溶解度越小，滴加硫化鈉，相應陽離子最先沉淀；根據溶度積計算S2－的濃度。

（1）電離平衡常數越大酸性越強，已知：25 ℃時Ka(HClO)＝3.2×10－8，Ka(HClO2)＝1.0×10－2，則酸性HClO2>HClO；在pH＝5的上述處理過的飲用水中，c（H＋）=10-5mol·L－1＝=103；若飲用水中ClO2－的含量超標，可向其中加入適量的Fe2＋將ClO2－還原成Cl-，酸性條件下該反應的離子方程式：4Fe2＋+ClO2－+4H＋=4Fe3＋+Cl－+2H2O；故答案為：HClO2 ＞HClO；103；4Fe2＋+ClO2－+4H＋=4Fe3＋+Cl－+2H2O；

（2）①向混合溶液中通入氨氣調節溶液的pH=5.6時，由圖象可知易生成Fe（OH）3沉淀，溶液中存在的金屬陽離子為Cu2＋、Fe2＋，故答案為：Cu2＋、Fe2＋；

②由圖象可知：c（Fe2＋）=1.0×10-5（mol·L-1），c（OH－）=1.0×10-6（mol·L-1），Ksp[Fe（OH）2]=c（Fe2＋）×c2（OH－）=1.0×10-17（mol·L-1）3；故答案為：1.0×10-17；

（3）物質組成類型相同，溶度積越小，溶解度越小，滴加硫化鈉，相應陽離子最先沉淀，故首先析出沉淀是CuS，Fe2＋最后沉淀，沉淀完全時該濃度為10-5mol·L-1，此時的S2－的濃度為mol·L－1=6.3×10-13mol·L－1，故答案為：CuS；6.3×10-13mol·L－1。