水體中的六價(jià)鉻[Cr(Ⅵ)]對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康威脅很大。工業(yè)廢水中[Cr(Ⅵ)]常用還原沉淀法、微生物法等進(jìn)行處理。
(1)“還原沉淀法”常用Na2SO3、FeSO4等處理Cr(Ⅵ)得到Cr(Ⅲ)。
已知溶液中含Cr(Ⅵ)的微粒(H2CrO4、Cr2O2-7和CrO2-4)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH的關(guān)系如圖1所示。
①某含Cr(Ⅵ)廢水的pH約為8,寫出用Na2SO3處理該廢水的主要離子方程式:3SO2-3+2CrO2-4+5H2O=2Cr(OH)3↓+3SO2-4+4OH-3SO2-3+2CrO2-4+5H2O=2Cr(OH)3↓+3SO2-4+4OH-。[已知pH=3時(shí),Cr(Ⅲ)以Cr3+形式存在,pH=7.5時(shí),Cr(Ⅲ)開(kāi)始沉淀]。
②其他條件相同,用Na2SO3處理不同pH含Cr(Ⅵ) 的廢水,反應(yīng)相同時(shí)間,Cr(Ⅵ)的去除率與pH的關(guān)系如圖2所示。已知酸性條件下Cr(Ⅵ)對(duì)Na2SO3具有很強(qiáng)的氧化能力,pH<2時(shí),Cr(Ⅵ)的去除率隨pH降低而降低的原因是 部分SO2-3與H+結(jié)合轉(zhuǎn)化為SO2逸出,使得與Cr(Ⅵ)反應(yīng)的SO2-3的物質(zhì)的量濃度減小,反應(yīng)速率減慢部分SO2-3與H+結(jié)合轉(zhuǎn)化為SO2逸出,使得與Cr(Ⅵ)反應(yīng)的SO2-3的物質(zhì)的量濃度減小,反應(yīng)速率減慢。
③研究發(fā)現(xiàn),用FeSO4處理pH=3的含Cr(Ⅵ)廢水,Cr(Ⅵ)的去除率大于其被FeSO4還原的理論值。Cr(Ⅵ)的去除率大于理論值的原因是 Fe2+被Cr(Ⅵ)氧化為Fe3+,pH=3下Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體吸附了部分Cr( VI)Fe2+被Cr(Ⅵ)氧化為Fe3+,pH=3下Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體吸附了部分Cr( VI)。
(2)“微生物法”處理含Cr(Ⅵ)廢水具有效率高、選擇性強(qiáng)、吸附容量大等優(yōu)點(diǎn)。一種微生物法是用硫酸鹽還原菌(SRB)處理含Cr(Ⅵ)廢水。
①硫酸鹽還原菌能將水中的SO2-4轉(zhuǎn)化為S2-,S2-與CrO2-4可反應(yīng)生成Cr2S3和S兩種沉淀。寫出S2-與CrO2-4反應(yīng)的離子方程式:6S2-+2CrO2-4+8H2O=Cr2S3↓+3S↓+16OH-6S2-+2CrO2-4+8H2O=Cr2S3↓+3S↓+16OH-。
②用硫酸鹽還原菌(SRB)處理含鉻廢水時(shí),溫度??刂圃?0℃左右,溫度過(guò)高,Cr(Ⅵ)的去除率低的原因是 溫度過(guò)高,硫酸鹽還原菌發(fā)生變性,失去活性溫度過(guò)高,硫酸鹽還原菌發(fā)生變性,失去活性。
③硫酸鹽還原菌(SRB)常存在于水體中,會(huì)腐蝕許多金屬及合金。一種Fe合金在硫酸鹽還原菌存在條件下腐蝕的機(jī)理如圖3所示。已知溶液中的S2-會(huì)完全轉(zhuǎn)化為FeS,則Fe腐蝕后生成Fe(OH)2和FeS的物質(zhì)的量之比為 3:13:1。
O
2
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7
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4
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【考點(diǎn)】“三廢”處理與環(huán)境保護(hù).
【答案】3+2+5H2O=2Cr(OH)3↓+3+4OH-;部分與H+結(jié)合轉(zhuǎn)化為SO2逸出,使得與Cr(Ⅵ)反應(yīng)的的物質(zhì)的量濃度減小,反應(yīng)速率減慢;Fe2+被Cr(Ⅵ)氧化為Fe3+,pH=3下Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體吸附了部分Cr( VI);6S2-+2+8H2O=Cr2S3↓+3S↓+16OH-;溫度過(guò)高,硫酸鹽還原菌發(fā)生變性,失去活性;3:1
SO
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3
C
r
O
2
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4
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:60引用:3難度:0.6
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1.右圖是某燃煤發(fā)電廠處理廢氣的裝置示意圖.裝置內(nèi)發(fā)生的主要反應(yīng)中不含( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 4:0:1組卷:328引用:16難度:0.9 -
2.下列說(shuō)法不正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 5:30:2組卷:24引用:2難度:0.9 -
3.工業(yè)上常用微生物法、吸收法、電解法、還原法等消除硫、氮等引起的污染。
(1)微生物法脫硫
富含有機(jī)物的弱酸性廢水在SBR細(xì)菌作用下產(chǎn)生CH3COOH、H2等物質(zhì),可將廢水中還原為H2S,同時(shí)用N2或CO2將H2S從水中吹出,再用堿液吸收。SO2-4
①的空間構(gòu)型為SO2-4
②CH3COOH與在SBR細(xì)菌作用下生成CO2和H2S的離子方程式為SO2-4
③將H2S從水中吹出時(shí),用CO2比N2效果更好,其原因是
(2)吸收法脫硫
煙氣中的SO2可以用“亞硫酸銨吸收法”處理,發(fā)生的反應(yīng)為(NH4)2SO3+SO2+H2O═2NH4HSO3,測(cè)得25℃時(shí)溶液pH與各組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖-1所示.b點(diǎn)時(shí)溶液pH=7,則n():n(NH+4)=HSO-3
(3)電解法脫硫
用NaOH吸收后SO2,所得NaHSO3溶液經(jīng)電解后可制取Na2S2O4溶液,反應(yīng)裝置如圖-2所示。電解時(shí)每有1molS2生成有O2-4
(4)還原法脫氮
用催化劑協(xié)同納米零價(jià)鐵去除水體中。其催化還原反應(yīng)的過(guò)程如圖-3所示。NO-3
①該反應(yīng)機(jī)理中生成N2的過(guò)程可描述為
②過(guò)程中去除率及N2生成率如圖-4所示,為有效降低水體中氮元素的含量,宜調(diào)整水體pH為4.2,當(dāng)pH<4.2時(shí),隨pH減小,N2生成率逐漸降低的原因是NO-3發(fā)布:2024/12/30 5:30:2組卷:39引用:4難度:0.5
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