鉻是造成水體污染的元素之一,水體除鉻主要有還原沉淀法、光催化還原法等。
(1)NaHSO3還原沉淀法:向酸性廢水中加入NaHSO3使Cr2O72-還原成為Cr3+,然后加入熟石灰調(diào)節(jié)廢水的pH,使Cr3+完全沉淀。
①酸性條件下,NaHSO3與Cr2O72-反應(yīng)的離子方程式為 3HSO3-+Cr2O72-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O3HSO3-+Cr2O72-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O。
②Cr3+的基態(tài)核外電子排布式為 [Ar]3d3或1s22s22p63s23p63d3[Ar]3d3或1s22s22p63s23p63d3。已知25℃時(shí)Ksp[Cr(OH)3]=6.4×10-31,若除去廢水中Cr3+,使其濃度小于6.4×10-7mol?L-1,此時(shí)溶液中的c(H+)<1.0×10-61.0×10-6mol?L-1。
③Cr(Ⅲ)在水溶液中的存在形態(tài)分布如圖1所示。當(dāng)pH>12時(shí),鉻去除率下降的原因可用離子方程式表示為 Cr(OH)3+OH-=Cr(OH)4-Cr(OH)3+OH-=Cr(OH)4-。
(2)金屬也可用于還原廢水中的Cr(Ⅵ)。其他條件相同時(shí),用相同物質(zhì)的量的Zn粉、Zn-Cu粉分別處理pH=2.5的含Cr(Ⅵ)廢水,廢水中Cr(Ⅵ)殘留率隨時(shí)間的變化如圖2所示。則圖中b對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法所使用的的金屬粉是 Zn-Cu粉Zn-Cu粉。圖中b對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法處理含Cr(Ⅵ)廢水的效果更好,其原因是 Zn-Cu粉在溶液中形成原電池,加快反應(yīng)速率Zn-Cu粉在溶液中形成原電池,加快反應(yīng)速率。
(3)光催化還原法:可能的反應(yīng)機(jī)理如圖3所示,ZrO2納米管為催化劑,在紫外光照射下,VB端光生空穴(h+)被犧牲劑甲醇(CH3OH)消耗。在紫外光照射下,甲醇還原Cr(Ⅵ)的過程可描述為 甲醇CH3OH在VB端失去電子,電子被轉(zhuǎn)移到CB端,Cr(Ⅵ)在CB端得到電子被還原為Cr(Ⅲ),Cr(Ⅲ)可進(jìn)一步得到電子被還原為Cr(0)甲醇CH3OH在VB端失去電子,電子被轉(zhuǎn)移到CB端,Cr(Ⅵ)在CB端得到電子被還原為Cr(Ⅲ),Cr(Ⅲ)可進(jìn)一步得到電子被還原為Cr(0)。
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【考點(diǎn)】“三廢”處理與環(huán)境保護(hù).
【答案】3HSO3-+Cr2O72-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O;[Ar]3d3或1s22s22p63s23p63d3;1.0×10-6;Cr(OH)3+OH-=Cr(OH)4-;Zn-Cu粉;Zn-Cu粉在溶液中形成原電池,加快反應(yīng)速率;甲醇CH3OH在VB端失去電子,電子被轉(zhuǎn)移到CB端,Cr(Ⅵ)在CB端得到電子被還原為Cr(Ⅲ),Cr(Ⅲ)可進(jìn)一步得到電子被還原為Cr(0)
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:36引用:1難度:0.5
相似題
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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.下列說法不正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 5:30:2組卷:25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)的過程如圖-3所示。NO-3
①該反應(yīng)機(jī)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(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:40引用:4難度:0.5