高中化学科之平衡原理综合应用(含答案)之二11.砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。(1)将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合,搅拌使其充分反应,可获得一种砷的高效吸附剂X,吸附剂X中含有,其原因是___________________________________。(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如题20图-1和题20图-2所示。①以酚酞为指示剂(变色范围pH8.0~10.0),将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为_____________________。②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsO4−+H+的电离常数为Ka1,则pKa1=____(pKa1=−lgKa1)。(3)溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH=7.1时,吸附剂X表面不带电荷;pH>7.1时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH<7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如题20图−3所示。①在pH7~9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是_____________。②在pH4~7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为___________。提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是____________________________________。【答案】(1)碱性溶液吸收了空气中的CO2(2)①OH−+H3AsO3H2AsO3−+H2O②2.2(3)①在pH7~9之间,随pH升高H2AsO4−转变为HAsO42−,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增加②在pH4~7之间,吸附剂X表面带正电,五价砷主要以H2AsO4−和HAsO42−阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷=,=10−2.2mol/L,Ka1==10−2.2mol/L,pKa1=−lgKa1=−lg10−2.2=2.2;(3)①在pH7~9之间,随pH升高H2AsO4−转变为HAsO42−,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增加,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降。②在pH4~7之间,吸附剂X表面带正电,五价砷主要以H2AsO4−和HAsO42−阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小。提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是:加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷。12.TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯TiCl4的流程示意图如下:资料:TiCl4及所含杂质氯化物的性质化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸点/℃58136181(升华)3161412熔点/℃−69−25193304714在TiCl4中的溶解性互溶——微溶难溶(1)氯化过程:TiO2与Cl2难以直接反应,加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)ΔH1=+175.4kJ·mol-12C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH2=-220.9kJ·mol-1②氯化过程中CO和CO2可以相互转化,根据如图判断:CO2生成CO反应的ΔH_____0(填“>”“<”或“=”),判断依据:_______________。【答案】(1)②>随温度升高,CO含量增大,说明生成CO的反应是吸热反应13.元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4−(绿色)、Cr2O72−(橙红色)、CrO42−(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:(2)CrO42−和Cr2O72−在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为1.0molL−1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72−)随c(H+)的变化如图所示。①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。②由图可知,溶液酸性增大,CrO42−的平衡转化率__________(填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为__________。③升高温度,溶液中CrO42−的平衡转化率减小,则该反应的ΔH______0(填“大于”“小于”或“等于”)。【答案】(2)①2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O;②增大;1.0×1014;③小于;【解析】(2)①随着H+浓度的增大,CrO42-与溶液中的H+发生反应,反应转化为Cr2O72-的离子反应式为:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O。②根据化学平衡移动原理,溶液酸性增大,c(H...