含有K2Cr2O7的廢水具有較強(qiáng)的毒性,工業(yè)上常用鋇鹽沉淀法處理含有K2Cr2O7的廢水并回收重鉻酸。處理廢水的具體流程如圖:
已知:CaCr2O7、BaCr2O7易溶于水,其它幾種鹽在常溫下的溶度積如表所示
物質(zhì) |
CaSO4 |
CaCrO4 |
BaCrO4 |
BaSO4 |
溶度積 |
9.1×10-6 |
2.30×10-2 |
1.17×10-10 |
1.08×10-10 |
(1)K
2Cr
2O
7溶液中同時(shí)存在K
2CrO
4:Cr
2O
72-+H
2O?2CrO
42-+2H
+,向含K
2Cr
2O
7的廢水中加入Ca(OH)
2,該平衡向
正反應(yīng)
正反應(yīng)
方向移動(dòng)(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)。
(2)向?yàn)V液1中加入BaCl
2?2H
2O的目的是使CrO
42-從溶液中沉淀出來(lái)。結(jié)合表中數(shù)據(jù),說(shuō)明選用Ba
2+而不選用Ca
2+處理廢水的理由:
BaCrO4溶度積為1.17×10-10,CaCrO4溶度積為2.30×10-2,BaCrO4比CaCrO4更難溶,所以選用Ba2+處理廢水可以使CrO42-沉淀更完全
BaCrO4溶度積為1.17×10-10,CaCrO4溶度積為2.30×10-2,BaCrO4比CaCrO4更難溶,所以選用Ba2+處理廢水可以使CrO42-沉淀更完全
。
(3)研究溫度對(duì)CrO
42-沉淀效率的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:在相同的時(shí)間間隔內(nèi),不同溫度下CrO
42-的沉淀率如圖1所示。
已知:BaCrO
4(s)?Ba
2+(aq)+CrO
42-(aq)ΔH>0CrO
42-的沉淀效率隨溫度變化的原因是
溫度升高,沉淀速率加快
溫度升高,沉淀速率加快
。
(4)向固體2中加入硫酸,回收重鉻酸。硫酸濃度對(duì)重鉻酸的回收率如圖2所示。結(jié)合化學(xué)平衡移動(dòng)原理,解釋使用0.450mol?L
-1的硫酸時(shí),重鉻酸的回收率明顯高于使用0.225mol?L
-1的硫酸的原因:
c (H2SO4)增大,則c(SO42-)增大,與Ba2+生成沉淀,促使BaCrO4(s)=Ba2+(aq)+CrO42-(aq)平衡右移,使c(CrO42-)增大,同時(shí)c (H+)也增大,共同促使Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+平衡左移,可以生成更多的H2Cr2O7
c (H2SO4)增大,則c(SO42-)增大,與Ba2+生成沉淀,促使BaCrO4(s)=Ba2+(aq)+CrO42-(aq)平衡右移,使c(CrO42-)增大,同時(shí)c (H+)也增大,共同促使Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+平衡左移,可以生成更多的H2Cr2O7
。
(5)綜上所述,沉淀BaCrO
4并進(jìn)一步回收重鉻酸的效果與
溶液pH、溫度、H2SO4濃度、BaCrO4顆粒大小
溶液pH、溫度、H2SO4濃度、BaCrO4顆粒大小
有關(guān)。