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  • 1. (2018·盐城模拟) Ca10(PO4)6(OH)2(羟基磷酸钙,简写HAP)是一种新型的环境功能矿物材料,可用于除去水体中的F-、Cd2+、Pb2+ 及Cu2+等。

    1. (1) 制备HAP的步骤如下:分别配制250mL浓度均为0.5 mol·L-1的Ca(NO3)2溶液和(NH4)2HPO4溶液(pH约为8),按n(Ca)/n(P)=1.67分别量取相应体积的溶液,加热至50℃,不断搅拌下,按特定的方式加料,强力搅拌1h,再经后续处理得到产品。

      ①特定的加料方式是 (填序号)。

      a.将Ca(NO3)2溶液逐滴滴入(NH4)2HPO4溶液中, 再用氨水调节pH至10.5

      b.将(NH4)2HPO4溶液逐滴滴入Ca(NO3)2溶液中,再用氨水调节pH至10.5

      c.将(NH4)2HPO4溶液和氨水混合并调节pH至10.5,再滴入Ca(NO3)2溶液

      ②反应生成Ca10(PO4)6(OH)2的离子方程式为

    2. (2) HAP脱除F-的操作是:在聚四氟乙烯烧杯中加入50mL 10mg·L-1NaF溶液和0.15gCa10(PO4)6(OH)2 , 在恒温下振荡,每隔1h测定一次溶液中F-浓度,直至达到吸附平衡。

      ①实验中“烧杯”材质用“聚四氟乙烯”塑料而不用玻璃,其原因是

      ②除氟反应形式之一是: Ca10(PO4)6(OH)2+20F- 10CaF2+6PO43-+2OH- , 该反应的平衡常数K=[用Ksp(CaF2)和Ksp(HAP)表示]。

    3. (3) HAP脱除Pb(Ⅱ)包括物理吸附和溶解-沉淀吸附。物理吸附时,HAP的特定位可吸附溶液中某些阳离子;溶解-沉淀吸附的机理为:

      Ca10(PO4)6(OH)2(s)+2H+(aq) 10Ca2+(aq)+6PO43-(aq)+2H2O(l)(溶解)

      10Pb2+(aq)+6PO43-(aq)+2H2O(l) Pb10(PO4)6(OH)2(s)+2H+(aq)(沉淀)

      已知Pb(Ⅱ)的分布分数如图-1所示;一定条件下HAP对Pb(1)平衡吸附量与pH的关系如图-2所示。

         

      ①能使甲基橙显红色的Pb(Ⅱ)溶液中滴入少量NaOH至溶液呈中性,该过程中主要反应的离子方程式为

      ②当pH<3.0时,pH越小HAP对Pb(Ⅱ)平衡吸附量稍减小,其原因是

      ③当pH> 7.0时,生成的沉淀为(填化学式);此时pH越大HAP对Pb(Ⅱ)平衡吸附量越小,其原因是

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