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Cr2O2-7和CrO2-4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,Cr2O2-7與CrO2-4在溶液中存在如下平衡:Cr2O2-7+H2O═2CrO2-4+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)]總=2c(Cr2O2-7)+c(CrO2-4)=0.201mol?L-1,要將廢水中c(Cr2O2-7):c(CrO2-4)調節(jié)為100:1,則需調節(jié)溶液的pH=4.54.5。(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Cr2O2-7所發(fā)生反應的離子方程式:Cr2O2-7+3HSO-3+5H+═2Cr3++3SO2-4+4H2OCr2O2-7+3HSO-3+5H+═2Cr3++3SO2-4+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+。
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(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。
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【考點】化學平衡的影響因素.
【答案】4.5;Cr2+3+5H+═2Cr3++3+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
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【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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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
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