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水體中的六價鉻[Cr(Ⅵ)]對生態(tài)環(huán)境和人體健康威脅很大。工業(yè)廢水中[Cr(Ⅵ)]常用還原沉淀法、微生物法等進行處理。
(1)“還原沉淀法”常用Na2SO3、FeSO4等處理Cr(Ⅵ)得到Cr(Ⅲ)。
已知溶液中含Cr(Ⅵ)的微粒(H2CrO4、Cr2
O
2
-
7
C
r
O
2
-
4
)的物質(zhì)的量分數(shù)隨pH的關(guān)系如圖1所示。
菁優(yōu)網(wǎng)
①某含Cr(Ⅵ)廢水的pH約為8,寫出用Na2SO3處理該廢水的主要離子方程式:
3
SO
2
-
3
+2
C
r
O
2
-
4
+5H2O=2Cr(OH)3↓+3
SO
2
-
4
+4OH-
3
SO
2
-
3
+2
C
r
O
2
-
4
+5H2O=2Cr(OH)3↓+3
SO
2
-
4
+4OH-
。[已知pH=3時,Cr(Ⅲ)以Cr3+形式存在,pH=7.5時,Cr(Ⅲ)開始沉淀]。
②其他條件相同,用Na2SO3處理不同pH含Cr(Ⅵ) 的廢水,反應相同時間,Cr(Ⅵ)的去除率與pH的關(guān)系如圖2所示。已知酸性條件下Cr(Ⅵ)對Na2SO3具有很強的氧化能力,pH<2時,Cr(Ⅵ)的去除率隨pH降低而降低的原因是
部分
SO
2
-
3
與H+結(jié)合轉(zhuǎn)化為SO2逸出,使得與Cr(Ⅵ)反應的
SO
2
-
3
的物質(zhì)的量濃度減小,反應速率減慢
部分
SO
2
-
3
與H+結(jié)合轉(zhuǎn)化為SO2逸出,使得與Cr(Ⅵ)反應的
SO
2
-
3
的物質(zhì)的量濃度減小,反應速率減慢
。
③研究發(fā)現(xiàn),用FeSO4處理pH=3的含Cr(Ⅵ)廢水,Cr(Ⅵ)的去除率大于其被FeSO4還原的理論值。Cr(Ⅵ)的去除率大于理論值的原因是
Fe2+被Cr(Ⅵ)氧化為Fe3+,pH=3下Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體吸附了部分Cr( VI)
Fe2+被Cr(Ⅵ)氧化為Fe3+,pH=3下Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體吸附了部分Cr( VI)
。
(2)“微生物法”處理含Cr(Ⅵ)廢水具有效率高、選擇性強、吸附容量大等優(yōu)點。一種微生物法是用硫酸鹽還原菌(SRB)處理含Cr(Ⅵ)廢水。
①硫酸鹽還原菌能將水中的
SO
2
-
4
轉(zhuǎn)化為S2-,S2-
C
r
O
2
-
4
可反應生成Cr2S3和S兩種沉淀。寫出S2-
C
r
O
2
-
4
反應的離子方程式:
6S2-+2
C
r
O
2
-
4
+8H2O=Cr2S3↓+3S↓+16OH-
6S2-+2
C
r
O
2
-
4
+8H2O=Cr2S3↓+3S↓+16OH-
。
②用硫酸鹽還原菌(SRB)處理含鉻廢水時,溫度??刂圃?0℃左右,溫度過高,Cr(Ⅵ)的去除率低的原因是
溫度過高,硫酸鹽還原菌發(fā)生變性,失去活性
溫度過高,硫酸鹽還原菌發(fā)生變性,失去活性

③硫酸鹽還原菌(SRB)常存在于水體中,會腐蝕許多金屬及合金。一種Fe合金在硫酸鹽還原菌存在條件下腐蝕的機理如圖3所示。已知溶液中的S2-會完全轉(zhuǎn)化為FeS,則Fe腐蝕后生成Fe(OH)2和FeS的物質(zhì)的量之比為
3:1
3:1
。
菁優(yōu)網(wǎng)

【答案】3
SO
2
-
3
+2
C
r
O
2
-
4
+5H2O=2Cr(OH)3↓+3
SO
2
-
4
+4OH-;部分
SO
2
-
3
與H+結(jié)合轉(zhuǎn)化為SO2逸出,使得與Cr(Ⅵ)反應的
SO
2
-
3
的物質(zhì)的量濃度減小,反應速率減慢;Fe2+被Cr(Ⅵ)氧化為Fe3+,pH=3下Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體吸附了部分Cr( VI);6S2-+2
C
r
O
2
-
4
+8H2O=Cr2S3↓+3S↓+16OH-;溫度過高,硫酸鹽還原菌發(fā)生變性,失去活性;3:1
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:59引用:3難度:0.6
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    發(fā)布:2024/12/30 5:30:2組卷:24引用:2難度:0.9
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.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)生的主要反應中不含( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 4:0:1組卷:328引用:16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
    富含有機物的弱酸性廢水在SBR細菌作用下產(chǎn)生CH3COOH、H2等物質(zhì),可將廢水中
    SO
    2
    -
    4
    還原為H2S,同時用N2或CO2將H2S從水中吹出,再用堿液吸收。
    SO
    2
    -
    4
    的空間構(gòu)型為
     

    ②CH3COOH與
    SO
    2
    -
    4
    在SBR細菌作用下生成CO2和H2S的離子方程式為
     

    ③將H2S從水中吹出時,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)生的反應為(NH42SO3+SO2+H2O═2NH4HSO3,測得25℃時溶液pH與各組分物質(zhì)的量分數(shù)的變化關(guān)系如圖-1所示.b點時溶液pH=7,則n(
    NH
    +
    4
    ):n(
    HSO
    -
    3
    )=
     

    菁優(yōu)網(wǎng)
    (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,反應裝置如圖-2所示。電解時每有1molS2
    O
    2
    -
    4
    生成有
     
    molH+透過質(zhì)子交換膜。
    (4)還原法脫氮
    用催化劑協(xié)同納米零價鐵去除水體中
    NO
    -
    3
    。其催化還原反應的過程如圖-3所示。
    ①該反應機理中生成N2的過程可描述為
     

    ②過程中
    NO
    -
    3
    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pH<4.2時,隨pH減小,N2生成率逐漸降低的原因是
     

    發(fā)布:2024/12/30 5:30:2組卷:39引用:4難度:0.5
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