Question

【題目】我國平原地區(qū)地下水質(zhì)量差，鐵、錳含量較高，需進行處理才能達到飲用水標準。地下水中鐵錳的來源主要是礦物FeCO3和MnCO3。

(1)酸雨地區(qū)地下水中鐵含量更高，結(jié)合化學(xué)用語從平衡移動角度解釋原因_______。

(2)去除Fe2+

①除鐵濾池經(jīng)過曝氣3～7天后，濾料表面形成______色物質(zhì)，其成分是Fe(OH)3，使得溶液中Fe2+含量迅速下降，其作用過程如圖所示。

②將過程ii的離子方程式補充完整：________。

過程i：Fe2++Fe(OH)3=[Fe(OH)2OFe]++H+

過程ii：4[Fe(OH)2OFe]++ +10H2O= +

③有利于提高過程ii反應(yīng)速率的措施是______(填序號)。

A. 降低溫度 B. 通入足量O2 C. 攪拌

(3)去除Mn2+

向除錳濾池中加入ClO2將Mn2+氧化為MnO2，隨著反應(yīng)進行，濾池溶液的pH___(填“變大”“變小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】FeCO3(s)Fe2+(aq)+CO32-(aq)，酸雨中含H+，結(jié)合CO32-，使得平衡正向移動，增大地下水中Fe2+的濃度 紅褐 4[Fe(OH)2OFe]++O2+10H2O=8Fe(OH)3+4H+ BC 變小

【解析】

(1)根據(jù)FeCO3在溶液中存在沉淀溶解平衡分析；

(2)①根據(jù)Fe(OH)3是紅褐色難溶性物質(zhì)分析；

②根據(jù)題目已知條件，結(jié)合電子守恒、電荷守恒、原子守恒，書寫方程式；

③根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素分析；

(3)結(jié)合發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，分析溶液中H+離子濃度變化進行判斷。

(1)FeCO3難溶于水，在溶液中存在沉淀溶解平衡：FeCO3(s)Fe2+(aq)+CO32-(aq)，酸雨中含有H+濃度較大，H+結(jié)合CO32-形成HCO3-，使得溶液中c(CO32-)濃度降低，沉淀溶解平衡正向移動，最終使地下水中Fe2+的濃度增大；

(2)①除鐵濾池經(jīng)過曝氣3～7天后，表面被氧化產(chǎn)生Fe(OH)3，由于Fe(OH)3是紅褐色難溶性物質(zhì)，因此會看到濾料表面形成紅褐色物質(zhì)；

②根據(jù)電子守恒、原子守恒電荷守恒，可得過程ii的離子方程式為：4[Fe(OH)2OFe]++O2+10H2O=8Fe(OH)3+4H+；

③A. 降低溫度，物質(zhì)具有的能量降低，反應(yīng)速率減低，A不符合題意；

B. 通入足量O2，增大了反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，B符合題意；

C. 攪拌能夠使反應(yīng)物充分接觸，反應(yīng)物接觸面積增大，反應(yīng)速率加快，C符合題意；

故合理選項是BC；

(3)向除錳濾池中加入ClO2可將Mn2+氧化為MnO2，在溶液中發(fā)生反應(yīng)：2ClO2+6H2O+5Mn2+=2Cl-+5MnO2+12H+，可見隨著反應(yīng)進行，濾池溶液中c(H+)增大，導(dǎo)致溶液的酸性增強，溶液的pH變小。