Question

9．工业上根据污水中所含物质或离子的不同，有多种处理方法：

污水中所含离子	H+、OH-	CN-	Cu2+、Hg2+
处理方法	中和法	氧化还原法	沉淀法

请回答下列问题：
（1）在中和法中，若用CO₂来除去污水中的某种离子，其离子方程式为OH^-+CO₂=HCO₃^-；
（2）在氧化还原法中，常用Cl₂氧化污水中有毒的CN^-，使其转化为CO₂和N₂，若参加反应的Cl₂与CN^-的物质的量之比为5：2，则该反应的离子方程式为5Cl₂+2CN^-+4H₂O═10Cl^-+2CO₂+N₂+8H⁺；
（3）已知有关物质的K_sp如下表：

物质	Cu（OH）2	CuS	FeS	PbS	HgS	CdS
Ksp	2.2×10-20	8.5×10 -45	6.3×10 -18	3.4×10-28	4×10-53	8×10-29

如图为化学沉淀法处理污水的工艺流程示意图．

①在沉淀法中，NaOH与Na₂S相比，除去污水中的Cu²⁺效果较好的是Na₂S；
②若某污水中能与上述沉淀剂反应的阳离子只有Hg²⁺，且含量为400mg/L，则处理10L这样的污水至少需要加入该沉淀剂1.6g（精确到0.1）．

Answer 1

分析 （1）中和法利用二氧化碳和碱反应的性质可除去OH^-；
（2）根据反应物的物质的量关系结合质量守恒配平；
（3）①由表中数据可知Ksp（CuS）＜＜Ksp[Cu（OH）₂]，所以CuS在水中溶解度比Cu（OH）₂小；
②根据n=cV计算出汞离子的物质的量，然后可计算出需要硫化钠的物质的量及质量．

解答 解：（1）pH接近7，用CO₂处理，生成HCO₃^-，则反应的离子方程式为：OH^-+CO₂=HCO₃^-，
故答案为：OH^-+CO₂=HCO₃^-；
（2）由题意知反应物为Cl₂和CN^-，生成物为CO₂和N₂，且参加反应的Cl₂与CN^-的物质的量之比为5：2，根据质量守恒定律可知，反应物中还应有H₂O，则反应的离子方程式为：5Cl₂+2CN^-+4H₂O═10Cl^-+2CO₂+N₂+8H⁺，
故答案为：5Cl₂+2CN^-+4H₂O═10Cl^-+2CO₂+N₂+8H⁺；
（3）①由表中数据可知Ksp（CuS）＜＜Ksp[Cu（OH）₂]，所以CuS在水中溶解度比Cu（OH）₂小，所以NaOH与Na₂S相比，除去废水中的Cu²⁺效果较好的是Na₂S，
故答案为：Na₂S；
②10L这样的污水中含有Hg²⁺的质量为：10L×400mg/L=4000mg，即4g，物质的量为n（Hg²⁺）=$\frac{4g}{200g/mol}$=0.02mol，
反应的离子方程式为：Hg²⁺+S^2-=HgS，则n（Na₂S）=n（S^2-）=n（Hg²⁺）=0.02mol，质量为：0.02mol×78g/mol=1.56g≈1.6g，
故答案为：1.6．

点评 本题考查Ksp与溶解度的关系及污水处理，题目难度中等，根据图象判断沉淀形成的条件，充分利用图象中的信息，是解决问题的关键，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．