煉油、石化等工業(yè)會產(chǎn)生含硫(-2價)廢水,處理的方法有沉淀法、氧化法。
(1)沉淀法。用如圖-1裝置可以將廢水中的硫轉(zhuǎn)化為FeS沉淀??刂破渌麠l件一定,測得出口處硫轉(zhuǎn)化為FeS的沉淀率與溶液pH的關(guān)系如圖-2所示。

①該裝置沉淀廢水中的硫的原理可描述為 電解時陽極Fe失去電子生成Fe2+,F(xiàn)e2+可與廢水中S2-反應生成FeS沉淀電解時陽極Fe失去電子生成Fe2+,F(xiàn)e2+可與廢水中S2-反應生成FeS沉淀。
②pH>10時,pH越大,硫轉(zhuǎn)化為FeS的沉淀率越低,可能的原因是 溶液pH>10時,pH越大,堿性越強,F(xiàn)e2+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2沉淀,生成FeS量減少溶液pH>10時,pH越大,堿性越強,F(xiàn)e2+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2沉淀,生成FeS量減少。
(2)氧化法。Na2SO3氧化法、H2O2氧化法、催化氧化法等可以將含硫廢水中硫元素氧化。
①Na2SO3氧化法:向含S2-的廢水中,加入一定量的Na2SO3溶液,控制溶液的pH為5,可以生成S沉淀。寫出該反應的離子方程式:6H++SO2-3+2S2-═3S↓+3H2O6H++SO2-3+2S2-═3S↓+3H2O。
②H2O2氧化法:向含S2-的廢水中,加入H2O2溶液,其他條件一定,測得硫(-2價)的去除率、S(單質(zhì))的生成率與所加H2O2溶液體積的關(guān)系如圖-3所示。當所加H2O2溶液體積大于9mL時,所加H2O2溶液越多,S生成率越低,原因是 硫元素被氧化成更高價態(tài)的SO2-4硫元素被氧化成更高價態(tài)的SO2-4。

③催化氧化法:MnO2-苯胺(MnO2為催化劑、聚苯胺為催化劑載體)可用作空氣氧化含硫(-2價)廢水的催化劑。堿性條件下,催化氧化廢水的機理如圖-4所示。

a.轉(zhuǎn)化Ⅰ中化合價發(fā)生變化的元素有 S、O、MnS、O、Mn。
b.催化劑使用一段時間后催化效率會下降,處理的方法是用氯仿(CHCl3)浸取催化劑,再將催化劑干燥即可,催化劑使用一段時間后催化效率降低的原因是 生成的S覆蓋在催化劑表面或進入催化劑內(nèi)空隙處,減少了催化劑與廢水反應的接觸面積生成的S覆蓋在催化劑表面或進入催化劑內(nèi)空隙處,減少了催化劑與廢水反應的接觸面積。
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【答案】電解時陽極Fe失去電子生成Fe2+,F(xiàn)e2+可與廢水中S2-反應生成FeS沉淀;溶液pH>10時,pH越大,堿性越強,F(xiàn)e2+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2沉淀,生成FeS量減少;6H+++2S2-═3S↓+3H2O;硫元素被氧化成更高價態(tài)的;S、O、Mn;生成的S覆蓋在催化劑表面或進入催化劑內(nèi)空隙處,減少了催化劑與廢水反應的接觸面積
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:18引用:1難度:0.7
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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
富含有機物的弱酸性廢水在SBR細菌作用下產(chǎn)生CH3COOH、H2等物質(zhì),可將廢水中還原為H2S,同時用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,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)生的反應為(NH4)2SO3+SO2+H2O═2NH4HSO3,測得25℃時溶液pH與各組分物質(zhì)的量分數(shù)的變化關(guān)系如圖-1所示.b點時溶液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,反應裝置如圖-2所示。電解時每有1molS2生成有O2-4
(4)還原法脫氮
用催化劑協(xié)同納米零價鐵去除水體中。其催化還原反應的過程如圖-3所示。NO-3
①該反應機理中生成N2的過程可描述為
②過程中去除率及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pH<4.2時,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:40引用:4難度:0.5