Question

【題目】（14分）（砷（As）是一些工廠和礦山廢水中的污染元素，使用吸附劑是去除水中砷的有效措 施之一．
（1）將硫酸錳、硝酸釔與氫氧化鈉溶液按一定比例混合，攪拌使其充分反應(yīng)，可獲得一種砷的高效吸附劑X，吸附劑X中含有CO32﹣ ， 其原因是 ．
（2）H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物種的分布分?jǐn)?shù)（平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù)）與pH的關(guān)系分別如圖﹣1和圖﹣2所示．

①以酚酞為指示劑（變色范圍pH 8.0～10.0），將NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，當(dāng)溶液由無色變?yōu)闇\紅色時停止滴加．該過程中主要反應(yīng)的離子方程式為 ．
②H3AsO4第一步電離方程式H3AsO4H2AsO4﹣+H+的電離常數(shù)為Ka1 ， 則pKa1=
（p Ka1=﹣lg Ka1 ）．
（3）溶液的pH對吸附劑X表面所帶電荷有影響．pH=7.1時，吸附劑X表面不帶電荷； pH＞7.1時帶負(fù)電荷，pH越高，表面所帶負(fù)電荷越多；pH＜7.1時帶正電荷，pH越低，表面所帶正電荷越多．pH不同時吸附劑X對三價砷和五價砷的平衡吸附量（吸附達(dá)平衡時單位質(zhì)量吸附劑X吸附砷的質(zhì)量）如圖﹣3所示．

①在pH7～9之間，吸附劑X對五價砷的平衡吸附量隨pH升高而迅速下降，其原因是 ．
②在pH4～7之間，吸附劑X對水中三價砷的去除能力遠(yuǎn)比五價砷的弱，這是因為 ． 提高吸附劑X對三價砷去除效果可采取的措施是 ．

Answer 1

【答案】
（1）堿性溶液吸收了空氣中的CO2
（2）OH﹣+H3AsO3=H2AsO3﹣+H2O；2.2
（3）在pH7～9之間，隨pH升高H2AsO4﹣轉(zhuǎn)變?yōu)镠AsO42﹣ ， 吸附劑X表面所帶負(fù)電荷增多，靜電斥力增加；在pH4～7之間，吸附劑X表面帶正電，五價砷主要以H2AsO4﹣和HAsO42﹣陰離子存在，靜電引力較大；而三價砷主要以H3AsO3分子存在，與吸附劑X表面產(chǎn)生的靜電引力�。患尤胙趸瘎�，將三價砷轉(zhuǎn)化為五價砷
【解析】解:（1）空氣中的CO2屬于酸性氧化物，能溶于強堿溶液，NaOH是堿，能吸收空氣中的二氧化碳而生成碳酸根離子，所以其原因是堿性溶液吸收了空氣中的CO2 ， 所以答案是：堿性溶液吸收了空氣中的CO2；（2）①根據(jù)圖知，堿性條件下H3AsO3的濃度減小、H2AsO3﹣濃度增大，說明堿和H3AsO3生成H2AsO3﹣ ， 該反應(yīng)為酸堿的中和反應(yīng)，同時還生成水，離子方程式為OH﹣+H3AsO3=H2AsO3﹣+H2O，
所以答案是：OH﹣+H3AsO3=H2AsO3﹣+H2O；
②Ka1= ，pH=2.2時c（H+）=10﹣2.2 mol/L，c（H3AsO3）=c（H2AsO3﹣），p Ka1=﹣lg Ka1=﹣lg =2.2，
所以答案是：2.2；（3）①吸附劑X表面所帶負(fù)電荷增多，靜電斥力越大，在pH7～9之間，隨pH升高H2AsO4﹣轉(zhuǎn)變?yōu)镠AsO42﹣ ， 吸附劑X表面所帶負(fù)電荷增多，靜電斥力增加，導(dǎo)致在pH7～9之間，吸附劑X對五價砷的平衡吸附量隨pH升高而迅速下降，
所以答案是：在pH7～9之間，隨pH升高H2AsO4﹣轉(zhuǎn)變?yōu)镠AsO42﹣ ， 吸附劑X表面所帶負(fù)電荷增多，靜電斥力增加；
②在pH4～7之間，吸附劑X表面帶正電，五價砷主要以H2AsO4﹣和HAsO42﹣陰離子存在，pH＜7.1時帶正電荷，pH越低，表面所帶正電荷越多，所以靜電引力較大；而三價砷主要以H3AsO3分子存在，與吸附劑X表面產(chǎn)生的靜電引力小，所以在pH4～7之間，吸附劑X對水中三價砷的去除能力遠(yuǎn)比五價砷的弱；
在pH4～7之間，吸附劑X對水中三價砷的去除能力遠(yuǎn)比五價砷的弱，如果能將三價砷轉(zhuǎn)化為五價砷，能有效的去除三價砷，所以采取的措施是加入氧化劑，將三價砷轉(zhuǎn)化為五價砷，
所以答案是：在pH4～7之間，吸附劑X表面帶正電，五價砷主要以H2AsO4﹣和HAsO42﹣陰離子存在，靜電引力較大；而三價砷主要以H3AsO3分子存在，與吸附劑X表面產(chǎn)生的靜電引力�。患尤胙趸瘎�，將三價砷轉(zhuǎn)化為五價砷．
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡的相關(guān)知識，掌握當(dāng)弱電解質(zhì)分子離解成離子的速率等于結(jié)合成分子的速率時，弱電解質(zhì)的電離就處于電離平衡狀態(tài)；電離平衡是化學(xué)平衡的一種，同樣具有化學(xué)平衡的特征．條件改變時平衡移動的規(guī)律符合勒沙特列原理．