Question

（10分）（1）工业废水中常含有Cu²⁺等重金属离子，直接排放会造成污染，目前在工业废水处理过程中，依据沉淀转化的原理，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去这些离子。已知室温下Ksp(FeS)=6.3×10^-18，Ksp(CuS)=1.3×10^-36。请用离子方程式说明上述除杂的原理____________。

（2）工业上为了处理含有Cr₂O₇^2－的酸性工业废水， 用绿矾（FeSO₄·7H₂O）把废水中的六价铬离子还原  成三价铬离子，再加入过量的石灰水，使铬离子转变为Cr(OH)₃沉淀。

①氧化还原过程的离子方程式为_________________________________。

②常温下，Cr(OH)₃的溶度积Ksp =1×10^—32 ，溶液的pH至少为         ，才能使Cr³⁺沉淀完全。

③现用上述方法处理100m³含铬（＋6价）78mg•L^—1的废水，需用绿矾的质量为            kg。（写出计算过程，保留到小数点后一位）

Answer

(1) FeS+ Cu2+= CuS+Fe2+ (2) ①Cr2O72—＋6Fe2+＋14H+＝2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O ② 5 ③125.1kg

【解析】

试题分析：（1）由于Ksp（FeS）＞Ksp（CuS），所以在相同条件下CuS的溶解度更小，沉淀会向着生成CuS的方向进行，离子方程式为FeS+ Cu2+= CuS+Fe2+ ；

（2）①工业上为了处理含有Cr2O72-的酸性工业废水，用绿矾（FeSO4 •7H2O）把废水中的六价铬离子还原成三价铬离子，Cr2O72-的酸性工业废水中加入硫酸亚铁反应生成铁离子，三价铬离子和水，反应的离子方程式为Cr2O72—＋6Fe2+＋14H+＝2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O；

②常温下，Cr3+沉淀完全浓度小于10-5mol/L，Cr（OH）3的溶度积Ksp=1×10-32=c（Cr3+）c3（OH-），c3（OH-）=(1×10-32)/ 10-5 =10-27，c（OH-）=1×10-9mol/L，依据离子积Kw=c（H+）c（OH-），c（H+）=10-5（mol/L），溶液pH=5；

③ Cr3+ ～ 3 FeSO4·7H2O

1 3

78g•m—3×100 m3/52g•mol—1 n( FeSO4·7H2O)

解得n(FeSO4·7H2O)=450mol m(FeSO4·7H2O)= 450mol×278g•mol—1=125.1kg

考点：考查沉淀溶解平衡的应用，废水的综合治理，PH值的计算等知识。