石油天然氣開采和煉制過程中會產(chǎn)生大量含硫廢水(其中S元素的主要化合價(jià)是-2價(jià)),對設(shè)備、環(huán)境等造成嚴(yán)重危害。
已知:H2S有劇毒;常溫下溶解度為1:2.6(體積)。
(1)H2S、HS-、S2-在水溶液中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH的分布曲線如圖1。當(dāng)pH≈8時(shí),含硫廢水中最主要的含硫(-2價(jià))微粒是
HS-
HS-
。
(2)沉淀法處理含硫廢水:
向pH≈8的含硫廢水中加入適量Cu2+的溶液,產(chǎn)生黑色沉淀且溶液的pH降低。用化學(xué)平衡移動的原理解釋溶液的pH降低的原因:含硫廢水中存在HS-?H++S2-,加入適量Cu2+的溶液,S2-+Cu2+═CuS↓,c(S2-)減小,使HS-的電離平衡正向移動,c(H+)增大,溶液的pH降低
含硫廢水中存在HS-?H++S2-,加入適量Cu2+的溶液,S2-+Cu2+═CuS↓,c(S2-)減小,使HS-的電離平衡正向移動,c(H+)增大,溶液的pH降低
。
(3)氧化還原法處理含硫廢水:
向pH≈8的含硫廢水中加入一定濃度的Na2SO3溶液,加酸將溶液調(diào)為pH=5,產(chǎn)生淡黃色沉淀。
①反應(yīng)的離子方程式是 。
②不同pH時(shí),硫化物去除率隨時(shí)間的變化曲線如圖2。本工藝選擇控制體系的pH=5,不選擇pH<5,從環(huán)境保護(hù)的角度分析其主要原因:pH<5時(shí),溶液中-2價(jià)S元素主要以H2S的形式存在,常溫下H2S的溶解度為1:2.6,酸性強(qiáng)使H2S更易逸出,H2S有劇毒會污染環(huán)境
pH<5時(shí),溶液中-2價(jià)S元素主要以H2S的形式存在,常溫下H2S的溶解度為1:2.6,酸性強(qiáng)使H2S更易逸出,H2S有劇毒會污染環(huán)境
。
(4)電浮選絮凝法處理含硫廢水:
鋁作陽極、石墨作陰極,以直流電電解含一定濃度Na2SO4的pH≈8的含硫廢水。陽極產(chǎn)生微小氣泡,隨后溶液中產(chǎn)生淡黃色渾濁,陽極附近生成的膠體吸附淡黃色渾濁。
①用離子方程式表述產(chǎn)生淡黃色渾濁的可能原因:2HS-+O2+2H+═2S↓+2H2O(O2+2HS-═2S↓+2OH-)或HS--2e-═S↓+H+
2HS-+O2+2H+═2S↓+2H2O(O2+2HS-═2S↓+2OH-)或HS--2e-═S↓+H+
。(1種即可)
②陰極產(chǎn)生的氣泡把污水中的懸浮物(含陽極擴(kuò)散的膠體)帶到水面形成浮渣層,結(jié)合電極反應(yīng)式解釋膠體和浮渣層的形成過程:陽極:Al-3e-═Al3+,Al3+形成Al(OH)3膠體,陰極:2H2O+2e-═H2↑+2OH-,H2氣泡把污水中吸附了S的Al(OH)3膠體懸浮物帶到水面形成浮渣層
陽極:Al-3e-═Al3+,Al3+形成Al(OH)3膠體,陰極:2H2O+2e-═H2↑+2OH-,H2氣泡把污水中吸附了S的Al(OH)3膠體懸浮物帶到水面形成浮渣層
。