Question

随着工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全．因此工业废水的处理是当代一个重要的课题．

（1）臭氧是一种强氧化剂，在处理含氰（CN^-）废水过程中由于无二次污染，而备受关注．该过程由两步反应组成：CN^-（aq）+O₃（g）═CNO^-（aq）+O₂（g）△H₁2CNO^-（aq）+3O₃（g）+H₂O（l）═N₂（g）+2HCO₃^-（aq）+3O₂（g）△H₂
总反应的化学方程式为

 

，该反应△H=

 

．
（2）工业含磷废水中含大量的PO₄^3-，可通过投放镁盐进行除磷．
①投放的镁盐让磷酸根形成Mg₃（PO₄）₂沉淀而除磷．如图1显示，沉淀过程的 pH 对废水中磷的去除率影响很大．从如图可知，最佳除磷的pH范围是

 

．当pH较高时，磷去除率下降的原因是

 

．

②若处理后的废水中c（Mg²⁺）=1.0×10^-6mol/L时，试计算溶液中的c（PO₄^3-）（写出计算过程，已知K_sp[Mg₃（PO₄）₂]=1.0×10^-24）
③若废水中还含有大量的NH₄⁺，投放镁盐，可得到磷酸氨镁晶体（MgNH₄PO₄?6H₂O），可用作化肥．写出该反应的离子方程式

 

．
④实验表明，其他条件相同时学科王，温度越高，残余磷浓度越高．已知30℃时，c（PO₄^3-）～反应时间t的变化曲线如图2．若保持其他条件不变，请在坐标图中，画出60℃时c（PO₄^3-）～反应时间t的变化曲线示意图．

Answer 1

考点：热化学方程式,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：

分析：（1）据盖斯定律，将所给的三个反应：①×2+②可得总反应以及△H．
（2）①根据图可知，去除率较大时所对应的PH值即是；根据 Mg²⁺与OH^-反应生成更难溶的Mg（OH）₂；
②根据K_sp[Mg₃（PO₄）₂]=1.0×10^-24计算；
③根据题目信息书写方程式，注意电荷守恒；
④根据温度越高，反应速率增大，残余磷浓度越高，画出60℃时c（PO₄^3-）～反应时间t的变化曲线示意图；

解答： 解：（1）将所给的三个反应：①×2+②可得总反应以及△H，2CN^-（aq）+5O₃（g）+H₂O（l）═N₂（g）+2HCO

- 3

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

- 3

（aq）+5O₂（g）；2△H₁+△H₂；
（2）①从如图可知，pH在10～11为除磷的最佳范围；当pH较高时，磷去除率下降的原因是Mg²⁺与OH^-反应生成更难溶的Mg（OH）₂；
故答案为：10～11； Mg²⁺与OH^-反应生成更难溶的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；
故答案为：1.0×10^-3mol?L^-1；
③废水中还含有大量的NH₄⁺，投放镁盐，可得到磷酸氨镁晶体（MgNH₄PO₄?6H₂O），方程式为：Mg²⁺+NH₄⁺+PO₄^3-+6H₂O═MgNH₄PO₄?6H₂O↓；
古答案为：Mg²⁺+NH₄⁺+PO₄^3-+6H₂O═MgNH₄PO₄?6H₂O↓；
④温度越高，反应速率增大，残余磷浓度越高，则60℃时c（PO₄^3-）～反应时间t的变化曲线示意图为；
故答案为：；

点评：本题考查了盖斯定律的运用，溶度积的计算、离子方程式的书写，探究温度对反应速率的影响，题目难度中等，试题侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力．