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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
C
C
(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

【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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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:12引用:1难度:0.5
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    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示)。
    (3)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
     

    (4)煅烧A的反应方程式是
     

    (5)ag烧渣经过上述工艺可得红氧化铁bg。药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示)。

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:30引用:1难度:0.5
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    (1)焙烧时产生的主要有害气体是
     

    (2)若在空气中“酸浸”时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是:
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    (除KSCN外).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.1
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