硫酸廠產(chǎn)生的酸性廢水中含有超標(biāo)的H3AsO3，需處理達(dá)標(biāo)后才能排放。目前含砷廢水的處理常用石灰中和-PFS、硫化、氧化吸附等方法。
（1）石灰中和-PFS法，處理過程如圖：
含砷廢水經(jīng)氧化后，加入石灰乳，在相同時(shí)間內(nèi)，廢水中沉降的固體、砷的去除率與溶液pH的關(guān)系如圖-1所示。H3AsO4水溶液中含砷微粒的物質(zhì)的量分布分?jǐn)?shù)與pH的關(guān)系如圖-2所示。已知此溫度下，Ca（H2AsO4）溶于水，Ksp（FeAsO4）=5.7×10-21，Ksp[Ca3（AsO4）2]=6.8×10-19，Ksp（CaHAsO4）=8.4×10-4。
①一級(jí)沉降時(shí)，當(dāng)pH=2，廢水中開始產(chǎn)生沉淀，該沉淀主要成分的化學(xué)式為 CaSO4CaSO4。pH調(diào)節(jié)到8時(shí)，開始產(chǎn)生Ca3（AsO4）2沉淀，原因是 pH增大，促進(jìn)HAsO2-4電離，使溶液中c（AsO3-4）增大，pH調(diào)節(jié)到8時(shí)，Q（c）=c3（Ca2+）?c2（AsO3-4）＞Ksp[Ca3（AsO4）2]，產(chǎn)生Ca3（AsO4）2沉淀pH增大，促進(jìn)HAsO2-4電離，使溶液中c（AsO3-4）增大，pH調(diào)節(jié)到8時(shí)，Q（c）=c3（Ca2+）?c2（AsO3-4）＞Ksp[Ca3（AsO4）2]，產(chǎn)生Ca3（AsO4）2沉淀。
②二級(jí)沉降中，保持溶液pH在8～10之間，加入PFS（聚合硫酸鐵）形成的Fe（OH）3膠體粒子與含砷微粒反應(yīng)可提高砷的去除率，其主要反應(yīng)的離子方程式為 Fe（OH）3+HAsO2-4═FeAsO4+2OH-+H2OFe（OH）3+HAsO2-4═FeAsO4+2OH-+H2O。
（2）硫化法，用硫代硫酸鈉（Na2S2O3）去除酸性廢水中H3AsO3的反應(yīng)機(jī)理如圖-3所示，S2O2-3經(jīng)過“途徑Ⅰ”的除砷過程可描述為 S2O2-3與H+在紫外線照射條件下可以生成HS?，HS?可以結(jié)合生成H2S2，H2S2分解得到S8和H2S，H2S與H3AsO3發(fā)生反應(yīng)生成As2S3S2O2-3與H+在紫外線照射條件下可以生成HS?，HS?可以結(jié)合生成H2S2，H2S2分解得到S8和H2S，H2S與H3AsO3發(fā)生反應(yīng)生成As2S3（圖中“HS?”為自由基，“?”表示孤單電子）。
（3）氧化吸附法，新生態(tài)MnO2懸濁液具有較強(qiáng)的氧化性，能將As（Ⅲ）氧化為As（Ⅴ），也具有較強(qiáng)的吸附性，能吸附水體中的H+而帶正電荷。所帶正電荷越多，吸附含砷微粒的能力越強(qiáng)。pH不同時(shí)，新生態(tài)MnO2懸濁液對(duì)砷去除率如圖-4所示。
①加入新生態(tài)MnO2懸濁液使廢水中H3AsO3轉(zhuǎn)化為H3AsO4，反應(yīng)的離子方程式為 H3AsO3+MnO2+2H+═H3AsO4+Mn2++H2OH3AsO3+MnO2+2H+═H3AsO4+Mn2++H2O。
②pH從3增大到7的過程中，隨著pH增大，砷的去除率上升。其原因是 pH＜7前，隨著pH增大，新生態(tài)MnO2吸附的H+所帶正電荷減少，吸附能力減小，但有更多的H3AsO4轉(zhuǎn)化為H2AsO-4和HAsO2-4，溶液中帶負(fù)電荷的粒子增多，易被吸附，使得吸附能力增大，吸附能力增大的幅度大于吸附能力減小的幅度，整體上吸附能力增大，砷的去除率上升pH＜7前，隨著pH增大，新生態(tài)MnO2吸附的H+所帶正電荷減少，吸附能力減小，但有更多的H3AsO4轉(zhuǎn)化為H2AsO-4和HAsO2-4，溶液中帶負(fù)電荷的粒子增多，易被吸附，使得吸附能力增大，吸附能力增大的幅度大于吸附能力減小的幅度，整體上吸附能力增大，砷的去除率上升。
HA
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2
-
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4
【考點(diǎn)】“三廢”處理與環(huán)境保護(hù)．
【答案】CaSO4；pH增大，促進(jìn)電離，使溶液中增大，pH調(diào)節(jié)到8時(shí)，，產(chǎn)生Ca3（AsO4）2沉淀；；與H+在紫外線照射條件下可以生成HS?，HS?可以結(jié)合生成H2S2，H2S2分解得到S8和H2S，H2S與H3AsO3發(fā)生反應(yīng)生成As2S3；；pH＜7前，隨著pH增大，新生態(tài)MnO2吸附的H+所帶正電荷減少，吸附能力減小，但有更多的H3AsO4轉(zhuǎn)化為和，溶液中帶負(fù)電荷的粒子增多，易被吸附，使得吸附能力增大，吸附能力增大的幅度大于吸附能力減小的幅度，整體上吸附能力增大，砷的去除率上升
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：27引用：1難度：0.4
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(cè)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O2-4molH+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(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：39引用：4難度：0.5