低浓度含砷(As)废水可用铁盐沉淀法处理。通常情况下,废水中同时存在三价砷和五价砷,其去除原理为:Fe3++AsO33-═FeAsO3↓,Fe3++AsO43-═FeAsO4↓。
已知:①三价砷的毒性高于五价砷;
②Ksp(FeAsO3)>Ksp(FeAsO4);
③K2FeO4具有较强的氧化性。pH越小,其氧化性越强,稳定性越弱。
(1)pH约为7时,为除去废水中的砷,下列试剂中去除效果较好的是 CC(填序号)
A.FeCl3
B.K2FeO4
C.FeCl3、K2FeO4
选择该试剂的理由是 K2FeO4将三价砷氧化为五价砷;5H2O+2FeO42-+3AsO33-=2FeAsO4↓+AsO43-+10OH-,五价砷的毒性更低,生成的FeAsO4溶解度小,更易除去;理论上反应生成的Fe3+与AsO43-的物质的量之比为2:3,使AsO43-沉淀需要补充Fe3+K2FeO4将三价砷氧化为五价砷;5H2O+2FeO42-+3AsO33-=2FeAsO4↓+AsO43-+10OH-,五价砷的毒性更低,生成的FeAsO4溶解度小,更易除去;理论上反应生成的Fe3+与AsO43-的物质的量之比为2:3,使AsO43-沉淀需要补充Fe3+。
(2)一定条件下,以K2FeO4去除废水中的砷,溶液的pH对砷去除率的影响如图1所示:

①当pH>8时,pH越大,砷去除率越低,其原因可能是 pH升高,高铁酸钾氧化性减弱,AsO33-转化为FeAsO4沉淀的量减小,砷去除率降低pH升高,高铁酸钾氧化性减弱,AsO33-转化为FeAsO4沉淀的量减小,砷去除率降低。
②当pH<5时,pH越小,砷去除率越低,其原因可能是 pH降低,高铁酸钾不稳定分解,FeO42-浓度降低,砷去除率降低pH降低,高铁酸钾不稳定分解,FeO42-浓度降低,砷去除率降低。
(3)Na2S2O8易溶于水、有氧化性,利用Fe-Na2S2O8体系去除废水中的五价砷,反应机理如图2所示。

已知:•OH(羟基自由基)是一种不带电荷的活性中间体,“•”表示未成对电子。
①写出•OH(的电子式 
。
②S2O82-在此过程中的作用与发生的变化可描述为 S2O82-作为氧化剂,先在铁表面与铁反应生成Fe2+和SO42-,反应的方程式为S2O82-+Fe=2SO42-+Fe2+,S2O82-继续与Fe2+反应生成Fe3+和SO4-•,反应的方程式为S2O82-+Fe2+=Fe3++SO4-•+SO42-,Fe2+和Fe3+将废水中的五价砷转化为As(V)共沉淀S2O82-作为氧化剂,先在铁表面与铁反应生成Fe2+和SO42-,反应的方程式为S2O82-+Fe=2SO42-+Fe2+,S2O82-继续与Fe2+反应生成Fe3+和SO4-•,反应的方程式为S2O82-+Fe2+=Fe3++SO4-•+SO42-,Fe2+和Fe3+将废水中的五价砷转化为As(V)共沉淀。


【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用;电子式.
【答案】C;K2FeO4将三价砷氧化为五价砷;5H2O+2FeO42-+3AsO33-=2FeAsO4↓+AsO43-+10OH-,五价砷的毒性更低,生成的FeAsO4溶解度小,更易除去;理论上反应生成的Fe3+与AsO43-的物质的量之比为2:3,使AsO43-沉淀需要补充Fe3+;pH升高,高铁酸钾氧化性减弱,AsO33-转化为FeAsO4沉淀的量减小,砷去除率降低;pH降低,高铁酸钾不稳定分解,FeO42-浓度降低,砷去除率降低;
;S2O82-作为氧化剂,先在铁表面与铁反应生成Fe2+和SO42-,反应的方程式为S2O82-+Fe=2SO42-+Fe2+,S2O82-继续与Fe2+反应生成Fe3+和SO4-•,反应的方程式为S2O82-+Fe2+=Fe3++SO4-•+SO42-,Fe2+和Fe3+将废水中的五价砷转化为As(V)共沉淀

【解答】
【点评】
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