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某電鍍廢水中含有氰化物、鉻(Ⅵ)等污染物,需要經(jīng)過處理后才能排放。
(1)廢水中鉻(Ⅵ)主要以Cr2
O
2
-
7
C
r
O
2
-
4
形式存在,處理的方法是將鉻(Ⅵ)還原為Cr3+,再轉化為Cr(OH)3沉淀。常溫下,Cr2
O
2
-
7
C
r
O
2
-
4
在溶液中存在如下平衡:Cr2
O
2
-
7
+H2O═2
C
r
O
2
-
4
+2H+,該反應的平衡常數(shù)K=1×10-14。
①若廢水中Cr(Ⅵ)的總的物質的量濃度c[Cr(Ⅵ)]=2c(Cr2
O
2
-
7
)+c(
C
r
O
2
-
4
)=0.201mol?L-1,要將廢水中c(Cr2
O
2
-
7
):c(
C
r
O
2
-
4
)調節(jié)為100:1,則需調節(jié)溶液的pH=
4.5
4.5
。(忽略調節(jié)pH時溶液體積的變化)
②一種還原酸性廢水中Cr(Ⅵ)的方法是向其中加入NaHSO3,寫出Cr2
O
2
-
7
所發(fā)生反應的離子方程式:
Cr2
O
2
-
7
+3
HSO
-
3
+5H+═2Cr3++3
SO
2
-
4
+4H2O
Cr2
O
2
-
7
+3
HSO
-
3
+5H+═2Cr3++3
SO
2
-
4
+4H2O
。
③一種還原酸性廢水中Cr(Ⅵ)的方法是加入鐵屑。實驗發(fā)現(xiàn),在不改變鐵屑總量的情況下,加入一定的煙道灰(一種細小的炭粒),鉻(Ⅵ)還原速率加快。加入煙道灰后鉻(Ⅵ)還原速率加快的原因是
鐵屑、煙道灰在還原酸性廢水中形成原電池
鐵屑、煙道灰在還原酸性廢水中形成原電池
。
④一種微生物電池還原Cr(Ⅵ)的工作原理如圖甲所示。電池工作時a電極發(fā)生的電極反應為
HCOOH-8e-+2H2O=2CO2↑+8H+
HCOOH-8e-+2H2O=2CO2↑+8H+
。

(2)Fenton法去除氰化物的過程為H2O2在少量Fe2+催化作用下生成具有強氧化性的?OH(羥基自由基),?OH將氰化物氧化為無毒物質。Fe2+催化H2O2生成?OH的過程及?OH氧化氰化物的過程中會發(fā)生如下反應:Fe2++H2O2═Fe3++?OH+OH-、Fe3++H2O2═Fe2++?O2H+H+、Fe3++?O2H═Fe2++O2↑+H+、CN-+5?OH+H+═CO2↑+N2↑+3H2O。實驗發(fā)現(xiàn),反應相同時間,氰化物的去除率與溶液pH的關系如圖乙所示。pH=2~4時,氰化物的去除率隨pH的增大而減小的原因是
隨pH的增大,F(xiàn)e3+、Fe2+會發(fā)生水解,失去催化作用,反應速率降低;pH增大,c(H+)減小,該反應CN-+5?OH+H+═CO2↑+N2↑+3H2O向左移動,不利于CN-的氧化
隨pH的增大,F(xiàn)e3+、Fe2+會發(fā)生水解,失去催化作用,反應速率降低;pH增大,c(H+)減小,該反應CN-+5?OH+H+═CO2↑+N2↑+3H2O向左移動,不利于CN-的氧化
。

【答案】4.5;Cr2
O
2
-
7
+3
HSO
-
3
+5H+═2Cr3++3
SO
2
-
4
+4H2O;鐵屑、煙道灰在還原酸性廢水中形成原電池;HCOOH-8e-+2H2O=2CO2↑+8H+;隨pH的增大,F(xiàn)e3+、Fe2+會發(fā)生水解,失去催化作用,反應速率降低;pH增大,c(H+)減小,該反應CN-+5?OH+H+═CO2↑+N2↑+3H2O向左移動,不利于CN-的氧化
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:28引用:1難度:0.9
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    (1)如圖1是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線.
    ①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有關說法正確的是
     

    a.恒溫、恒容條件下,容器內的壓強不發(fā)生變化則可逆反應達到平衡
    b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應達到平衡
    c.使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高CH3OH的產(chǎn)率
    d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應,達到平衡后,測得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉化率為80%
    (2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
    則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ?mol-1
    (3)2009年10月,中國科學院長春應用化學研究所在甲醇燃料電池技術方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
    ①該電池正極的電極反應式為
     

    ②工作一段時間后,當6.4g甲醇完全反應生成CO2時,有
     
    個電子發(fā)生轉移.
    (4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實驗室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是
     
    、
     
    (用相關的電極反應式和離子方程式表示)

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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