- 成都物理高考模拟
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相关例题:
题目:
某工厂排放的废水中含有一定量的硫酸和硫酸铁。为了减少污染,需要用碱液来中和尽可能地减少废水中硫酸和硫酸铁的含量。假设所用的碱液的浓度恰好为0.01mol/L,已知废水中硫酸的含量为0.05mol/L,硫酸铁的质量分数为0.5%。试求需要加入多少升这种碱液?
解析:
首先,我们需要了解废水中硫酸和硫酸铁的性质,以及碱液中和反应的过程。
1. 废水中硫酸的性质:硫酸是一种酸,其化学式为H2SO4,是一种二元强酸,可以电离出氢离子(H+)。
2. 废水中硫酸铁的性质:硫酸铁是一种盐,其化学式为Fe2(SO4)3,其中铁离子(Fe3+)可以水解生成氢氧化铁沉淀。
3. 碱液中和反应的过程:当碱液与废水混合时,碱液中的OH-离子会中和废水中的H+离子,生成水和盐。同时,由于废水中含有硫酸铁,铁离子会与OH-离子反应生成氢氧化铁沉淀。
OH- + H2SO4 = H2O + SO42-
2OH- + Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3(沉淀) + 3H2O
已知碱液的浓度为0.01mol/L,废水中硫酸的含量为0.05mol/L,则废水中H+的物质的量为:
n(H+)=n(H2SO4)=0.05mol/L × V(废水) = 0.05Vmol
已知废水中硫酸铁的质量分数为0.5%,则废水中Fe3+的质量为:
m(Fe3+)=n(Fe3+) × M(Fe3+) = 0.5% × m(废水) × M(Fe3+) = 0.5% × 废水质量 × 40g/mol
根据方程式中的OH-和Fe3+的系数关系,可得到需要加入的碱液体积为:
V = (0.05Vmol × 2 - 0.5% × 废水质量 × 40g/mol) / (0.01mol/L × 1L/dm^3) = (10V - 5g) / 1L
所以,需要加入的碱液体积为:(10V - 5g) / 1L。
答案:需要加入约5升这种碱液。
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