Question

【題目】鎘（Cd）是一種用途廣泛的金屬，也是對人體健康威脅最大的有害元素之一。

（1）1.00gCdS固體完全燃燒生成CdO固體和SO2氣體放出2.75kJ的熱量，該反應的熱化學方程式為____。

（2）常溫下，Ksp(CdCO3) = 4.0×10－12，Ksp[Cd(OH)2] = 3.2 ×10－14，則溶解度（mol·L－1）較大的是____ [填“CdCO3”或“Cd(OH)2”]；若向含112mg·L－1 Cd2+的廢水加堿調pH至9.0，達到平衡時，溶液中c(Cd2+)=____。

（3）一種鰲合絮凝劑的制備及其用于去除含鎘廢水中Cd2+的原理如下：

①聚丙酰胺的單體的結構簡式為____。

②使用鰲合絮凝劑處理某含鎘廢水，鎘去除率與pH的關系如圖-1所示。在強酸性條件下，pH越小除鎘效果越差，其原因是____。

（4）一種用電動力學修復被鎘污染的土壤的裝置如圖-2所示。

①實驗前鐵粉需依次用NaOH溶液、稀硫酸及蒸餾水洗滌，其目的是____。

②實驗過程中鐵粉上發生的電極反應為____。

③活性炭的作用是____。

Answer 1

【答案】 2CdS(s) + 3O2(g) = 2CdO(s) +2SO2(g) ΔH =－792kJ·mol－1 Cd(OH)2 3.2×10－4 mol·L－1 CH2=CHCONH2 H+與－NH2及－NH－上的氮原子結合，抑制了鰲合絮凝劑的活性 除去鐵粉表面油污和鐵銹 Fe －2e－= Fe2+ 作電池正極并吸附遷移至該極周圍的Cd2+等陽離子

【解析】（1）1.00gCdS固體完全燃燒生成CdO固體和SO2氣體放出2.75kJ的熱量，288g即2mol CdS固體完全燃燒生成CdO固體和SO2氣體放出2.75×288kJ=792kJ的熱量，該反應的熱化學方程式為2CdS(s) + 3O2(g) = 2CdO(s) +2SO2(g) ΔH =－792kJ·mol－1；（2）因為CdCO3與Cd(OH)2 不是同一類型物質,前者為AB型,后者為AB2型.所以不能直接比較Ksp，需要計算在溶液中的溶解度s(mol / L)： CdCO3 的溶解度s == 2.0×10-6 (mol/L) ； Cd(OH)2 的溶解度s = = 2 ×10-5 (mol/L)，故則溶解度（mol·L－1）較大的是Cd(OH)2；常溫下，pH=9.0，c(OH-)=10-5mol/L，Ksp[Cd(OH)2] = c(Cd2+)c2(OH-)= c(Cd2+)×（10-5mol/L）2= 3.2 ×10－14，c(Cd2+)= 3.2×10－4 mol·L－1；（3）①聚丙酰胺的單體為丙酰胺，其結構簡式為CH2=CHCONH2；②H+與－NH2及－NH－上的氮原子結合，抑制了鰲合絮凝劑的活性，故在強酸性條件下，pH越小除鎘效果越差；（4）①實驗前鐵粉需依次用NaOH溶液、稀硫酸及蒸餾水洗滌，以除去鐵粉表面油污和鐵銹；②實驗過程中鐵粉作為原電池的負極，負極上鐵失電子產生亞鐵離子，故發生的電極反應為Fe －2e－= Fe2+；③活性炭的作用是作電池正極并吸附遷移至該極周圍的Cd2+等陽離子。