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炼油、石化等工业会产生含硫(-2价)废水,处理的方法有沉淀法、氧化法。
(1)沉淀法。用如图-1装置可以将废水中的硫转化为FeS沉淀。控制其他条件一定,测得出口处硫转化为FeS的沉淀率与溶液pH的关系如图-2所示。

①该装置沉淀废水中的硫的原理可描述为
电解时阳极Fe失去电子生成Fe2+,Fe2+可与废水中S2-反应生成FeS沉淀
电解时阳极Fe失去电子生成Fe2+,Fe2+可与废水中S2-反应生成FeS沉淀

②pH>10时,pH越大,硫转化为FeS的沉淀率越低,可能的原因是
溶液pH>10时,pH越大,碱性越强,Fe2+转化为Fe(OH)2沉淀,生成FeS量减少
溶液pH>10时,pH越大,碱性越强,Fe2+转化为Fe(OH)2沉淀,生成FeS量减少

(2)氧化法。Na2SO3氧化法、H2O2氧化法、催化氧化法等可以将含硫废水中硫元素氧化。
①Na2SO3氧化法:向含S2-的废水中,加入一定量的Na2SO3溶液,控制溶液的pH为5,可以生成S沉淀。写出该反应的离子方程式:
6H++
SO
2
-
3
+2S2-═3S↓+3H2O
6H++
SO
2
-
3
+2S2-═3S↓+3H2O

②H2O2氧化法:向含S2-的废水中,加入H2O2溶液,其他条件一定,测得硫(-2价)的去除率、S(单质)的生成率与所加H2O2溶液体积的关系如图-3所示。当所加H2O2溶液体积大于9mL时,所加H2O2溶液越多,S生成率越低,原因是
硫元素被氧化成更高价态的
SO
2
-
4
硫元素被氧化成更高价态的
SO
2
-
4


③催化氧化法:MnO2-苯胺(MnO2为催化剂、聚苯胺为催化剂载体)可用作空气氧化含硫(-2价)废水的催化剂。碱性条件下,催化氧化废水的机理如图-4所示。

a.转化Ⅰ中化合价发生变化的元素有
S、O、Mn
S、O、Mn

b.催化剂使用一段时间后催化效率会下降,处理的方法是用氯仿(CHCl3)浸取催化剂,再将催化剂干燥即可,催化剂使用一段时间后催化效率降低的原因是
生成的S覆盖在催化剂表面或进入催化剂内空隙处,减少了催化剂与废水反应的接触面积
生成的S覆盖在催化剂表面或进入催化剂内空隙处,减少了催化剂与废水反应的接触面积

【答案】电解时阳极Fe失去电子生成Fe2+,Fe2+可与废水中S2-反应生成FeS沉淀;溶液pH>10时,pH越大,碱性越强,Fe2+转化为Fe(OH)2沉淀,生成FeS量减少;6H++
SO
2
-
3
+2S2-═3S↓+3H2O;硫元素被氧化成更高价态的
SO
2
-
4
;S、O、Mn;生成的S覆盖在催化剂表面或进入催化剂内空隙处,减少了催化剂与废水反应的接触面积
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:19引用:1难度:0.7
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    发布:2024/12/30 5:30:2组卷:27引用:2难度:0.9
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    发布:2024/12/30 4:0:1组卷:331引用:16难度:0.9
  • 3.工业上常用微生物法、吸收法、电解法、还原法等消除硫、氮等引起的污染。
    (1)微生物法脱硫
    富含有机物的弱酸性废水在SBR细菌作用下产生CH3COOH、H2等物质,可将废水中
    SO
    2
    -
    4
    还原为H2S,同时用N2或CO2将H2S从水中吹出,再用碱液吸收。
    SO
    2
    -
    4
    的空间构型为
     

    ②CH3COOH与
    SO
    2
    -
    4
    在SBR细菌作用下生成CO2和H2S的离子方程式为
     

    ③将H2S从水中吹出时,用CO2比N2效果更好,其原因是
     

    (2)吸收法脱硫
    烟气中的SO2可以用“亚硫酸铵吸收法”处理,发生的反应为(NH42SO3+SO2+H2O═2NH4HSO3,测得25℃时溶液pH与各组分物质的量分数的变化关系如图-1所示.b点时溶液pH=7,则n(
    NH
    +
    4
    ):n(
    HSO
    -
    3
    )=
     


    (3)电解法脱硫
    用NaOH吸收后SO2,所得NaHSO3溶液经电解后可制取Na2S2O4溶液,反应装置如图-2所示。电解时每有1molS2
    O
    2
    -
    4
    生成有
     
    molH+透过质子交换膜。
    (4)还原法脱氮
    用催化剂协同纳米零价铁去除水体中
    NO
    -
    3
    。其催化还原反应的过程如图-3所示。
    ①该反应机理中生成N2的过程可描述为
     

    ②过程中
    NO
    -
    3
    去除率及N2生成率如图-4所示,为有效降低水体中氮元素的含量,宜调整水体pH为4.2,当pH<4.2时,随pH减小,N2生成率逐渐降低的原因是
     

    发布:2024/12/30 5:30:2组卷:43引用:4难度:0.5
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