工業(yè)廢水中的六價鉻[Cr(VI)]常采用還原沉淀法、離子交換法和微生物法等方法進(jìn)行處理。
(1)室溫下,含Cr(Ⅵ)的微粒在水溶液中存在如下平衡:
H2CrO4?H++HCrO-4 ΔH1
HCrO-4?H++CrO2-4 ΔH2
2HCrO-4?Cr2O2-7+H2O ΔH3
室溫下,反應(yīng)2CrO2-4+2H+?Cr2O2-7+H2O的ΔH=ΔH3-2ΔH2ΔH3-2ΔH2(用含ΔH1、ΔH2或ΔH3的代數(shù)式表示)。
(2)還原沉淀法:使用Na2SO3將Cr(Ⅵ)還原為Cr3+,再將Cr3+轉(zhuǎn)化為沉淀除去。
①酸性條件下Cr(Ⅵ)具有很強(qiáng)的氧化能力,SO2-3將Cr2O2-7還原為Cr3+的離子方程式為 8H++3SO2-3+Cr2O2-7=2Cr3++3SO2-4+4H2O8H++3SO2-3+Cr2O2-7=2Cr3++3SO2-4+4H2O。
②其他條件相同,用Na2SO3處理不同初始pH的含Cr(Ⅵ)廢水相同時間,當(dāng)pH<2時,Cr(Ⅵ)的去除率隨
pH降低而降低的原因是 部分SO2-3與H+結(jié)合轉(zhuǎn)化為SO2逸出,使得與Cr(Ⅵ)反應(yīng)的SO2-3的物質(zhì)的量濃度減小,反應(yīng)速率減慢部分SO2-3與H+結(jié)合轉(zhuǎn)化為SO2逸出,使得與Cr(Ⅵ)反應(yīng)的SO2-3的物質(zhì)的量濃度減小,反應(yīng)速率減慢。
(3)微生物法:
①用硫酸鹽還原菌(SRB)處理含Cr(Ⅵ)廢水時,Cr(VI)去除率隨溫度的變化如圖1所示。55℃時,
Cr(Ⅵ)的去除率很低的原因是 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。
②水體中,F(xiàn)e合金在SRB存在條件下腐蝕的機(jī)理如圖2所示。Fe腐蝕后生成FeS的過程可描述為:Fe失去電子轉(zhuǎn)化為Fe2+,SO2-4在SRB細(xì)胞膜的作用下被H原子還原生成S2-,生成的S2-與Fe2+反應(yīng)生成FeSSO2-4在SRB細(xì)胞膜的作用下被H原子還原生成S2-,生成的S2-與Fe2+反應(yīng)生成FeS。
(4)離子交換法:用強(qiáng)堿性離子交換樹脂(ROH)與CrO2-4和HCrO-4等發(fā)生離子交換,交換過程中發(fā)生如下反應(yīng):
ROH(s)+HCrO-4(aq)?RHCrO4(s)+OH-(aq)
2ROH(s)+CrO2-4(aq)?R2CrO4(s)+2OH-(aq)
其他條件相同,當(dāng)pH>4時,Cr(VI)去除率隨pH升高而下降的原因是 pH升高導(dǎo)致離子交換平衡左移,pH>4后HCrO-4轉(zhuǎn)化為CrO2-4,交換CrO2-4所需的OH-的量是交換HCrO-4所需OH-的量的兩倍pH升高導(dǎo)致離子交換平衡左移,pH>4后HCrO-4轉(zhuǎn)化為CrO2-4,交換CrO2-4所需的OH-的量是交換HCrO-4所需OH-的量的兩倍。
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【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的影響因素;用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算.
【答案】ΔH3-2ΔH2;8H++3+Cr2=2Cr3++3+4H2O;部分與H+結(jié)合轉(zhuǎn)化為SO2逸出,使得與Cr(Ⅵ)反應(yīng)的的物質(zhì)的量濃度減小,反應(yīng)速率減慢;溫度過高,硫酸鹽還原菌發(fā)生變性,失去活性;在SRB細(xì)胞膜的作用下被H原子還原生成S2-,生成的S2-與Fe2+反應(yīng)生成FeS;pH升高導(dǎo)致離子交換平衡左移,pH>4后轉(zhuǎn)化為,交換所需的OH-的量是交換所需OH-的量的兩倍
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【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:49引用:2難度:0.6
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c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時間并提高CH3OH的產(chǎn)率
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