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某些工业废水中含有铊元素(Tl),其中三价铊各物种的分布分数与pH的关系如图1所示(已知:某物种的分布分数=
平衡时某物种的物质的量
各物种的物质的量之和
)。
(1)活性炭、铁屑、铁炭混合物、纳米MnO2均可作为去除废水中Tl+和Tl3+的吸附剂。
①相同条件下,分别使用活性炭、铁屑、铁屑+活性炭去除溶液中的铊元素,效果如图2所示。单独使用活性炭时,也能除去少量铊元素,原因是
活性炭具有吸附作用
活性炭具有吸附作用

相同条件下,使用铁屑+活性炭去除铊元素的效果远好于单独使用活性炭和单独使用铁屑的效果总和。铁屑+活性炭去除铊元素的原理可以描述为:
铁碳中铁失去电子变成Fe2+,被氧化生成Fe3+,Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体,胶体具有吸附作用,能除去铊元素
铁碳中铁失去电子变成Fe2+,被氧化生成Fe3+,Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体,胶体具有吸附作用,能除去铊元素

②用纳米MnO2去除水体中的铊元素,测得铊的去除率随MnO2投加量的变化关系如图3所示。在纳米MnO2用量不变的情况下,欲提高Tl+的去除效果,可采取的措施是
加氧化剂将Tl+氧化为Tl3+
加氧化剂将Tl+氧化为Tl3+

(2)通过沉淀法也可以去除工业废水中的Tl+和Tl3+
①对于仅含有Tl+的废水,常用硫酸盐还原菌(SRB)的催化作用,将有机碳源(以CH2O表示)、SO42-、Tl+一起除去,原理如图4所示。该图示对应总反应的离子方程式为:
2CH2O+SO42−+2Tl+
SRB
Tl2S↓+2CO2↑+2H2O
2CH2O+SO42−+2Tl+
SRB
Tl2S↓+2CO2↑+2H2O


②向含铊废水中加入溴水,使Tl+充分氧化成Tl3+,再调节溶液pH沉淀铊元素。当pH>8.9时,铊元素去除率下降,原因可能是
Tl(OH)3沉淀又转化成Tl(OH)4进入溶液
Tl(OH)3沉淀又转化成Tl(OH)4进入溶液

【答案】活性炭具有吸附作用;铁碳中铁失去电子变成Fe2+,被氧化生成Fe3+,Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体,胶体具有吸附作用,能除去铊元素;加氧化剂将Tl+氧化为Tl3+;2CH2O+SO42−+2Tl+
SRB
Tl2S↓+2CO2↑+2H2O;Tl(OH)3沉淀又转化成Tl(OH)4进入溶液
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:15引用:1难度:0.6
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  • 1.下列说法不正确的是(  )

    发布:2024/12/30 5:30:2组卷:27引用:2难度:0.9
  • 2.右图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图.装置内发生的主要反应中不含(  )

    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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