用石灰石代替碱液处理酸性废水可降低成本。大多数情况下,利用石灰石处理含金属离子的酸性废水并不适用,原因在于酸与石灰石反应的限度,使溶液体系的pH不能达到6.0以上的排放标准。当酸性废水中含有Fe3+、Fe2+、Al3+时能利用石灰石处理该酸性废水,可使pH上升到6.0以上,达到满意效果,其研究步骤如下:
Ⅰ、向0.1mol/L 盐酸,加入石灰石粉,当溶液体系 pH 升至5.6 时, 再继续加入石灰石粉无气泡冒出,说明此时已达溶解平衡。
Ⅱ、向含Fe3+、Fe2+、Al3+的酸性废水中加入适量的0.1mol/L 盐酸和30% H2O2溶液,充分反应。
Ⅲ、将Ⅱ中获得的溶液加入到Ⅰ溶液中,得到混合液x,测得混合液pH<2.0。
Ⅳ、向混合液x中加入石灰石粉,有大量气体产生,并逐渐有沉淀生成。pH 升到 6.2时停止加石灰石粉。
(1)HCl的电子式是 。
(2)石灰石与盐酸反应的离子方程式是 。
(3)从化学平衡的角度分析CaCO3与盐酸反应的原理 (用化学用语表示)。
(4)CaCl2溶液显中性,步骤Ⅰ中溶液体系 pH = 5.6的原因是 。
(5)步骤Ⅱ中反应的离子方程式是 。
(6)已知:生成氢氧化物沉淀的pH
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Al(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
开始沉淀时 |
3.4 |
6.3 |
1.5 |
完全沉淀时 |
4.7 |
8.3 |
2.8 |
注:金属离子的起始浓度为0.1mol/L
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的: 。
(7)步骤Ⅳ中,当 pH 上升到 3.3 以上时,会促进Al3+的水解,Al3+水解的离子方程式是 。
(8)步骤Ⅳ中溶液体系的 pH 可上升到6.2,是因为生成Al(OH)3可与溶液中的HCO3-反应使c(CO32-)增大,该反应的离子方程式是 。