含铬废水中通常含有Cr(Ⅵ),pH>6.5时主要以CrO2-4形式存在,pH<6.5时主要以Cr2O2-7、HCrO-4形式存在.采用沉淀法、吸附法能对含铬废水进行有效处理.
(1)酸性条件下,加入Na2SO3溶液能将Cr(Ⅵ)还原为Cr3+,再加碱沉淀出Cr(OH)3.Na2SO3将HCrO-4还原为Cr3+的离子方程式为 2HCrO-4+3SO2-3+8H+=2Cr3++3SO2-4+5H2O2HCrO-4+3SO2-3+8H+=2Cr3++3SO2-4+5H2O.
(2)将含Cr(Ⅵ)废水调至酸性,加入NaCl固体,利用Fe作电极进行电解,阳极生成的Fe2+将Cr(VI)还原为Cr3+,并生成Cr(OH)3和Fe(OH)3.
①加入NaCl固体的目的是 提高溶液的导电性提高溶液的导电性.
②电解过程中能生成Cr(OH)3和Fe(OH)3的原因是 Fe失去电子变为Fe2+进入溶液,Fe2+具有还原性,被废水中的Cr2O2-7氧化为Fe3+,Cr2O2-7得到电子被还原产生Cr3+,故离子方程式为:Cr2O2-7+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,电解过程中消耗了大量H+,溶液pH增大,使得溶液中的Cr3+、Fe3+又进一步转化为Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀除去Fe失去电子变为Fe2+进入溶液,Fe2+具有还原性,被废水中的Cr2O2-7氧化为Fe3+,Cr2O2-7得到电子被还原产生Cr3+,故离子方程式为:Cr2O2-7+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,电解过程中消耗了大量H+,溶液pH增大,使得溶液中的Cr3+、Fe3+又进一步转化为Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀除去.
(3)石墨烯经化学处理能获得连有酰胺基、羧基等基团的氧化石墨烯(AGO),AGO在pH≤2.0时能失去π电子.如图1为AGO表面Zeta电位(“±”和数值分别表示吸附剂表面电荷的电性和相对数量)随pH变化的曲线.

①当pH为4.0~6.0时,AGO对Cr(Ⅵ)的去除率较高,可能的原因是 AGO表面的Zeta电位较高,所带的正电荷较多,此时铬元素主要以Cr2O2-7、HCrO-4形式存在,故此时去除率较高AGO表面的Zeta电位较高,所带的正电荷较多,此时铬元素主要以Cr2O2-7、HCrO-4形式存在,故此时去除率较高.
②如图2为pH≤2.0时AGO去除Cr(Ⅵ)的机制.研究表明AGO对Cr(Ⅵ)的去除率pH=2.0时高于pH=4.72时,可能的原因是 pH=2.0,溶液中Cr2O2-7、HCrO-4通过吸附作用被除去外,还被AGO提供的π电子还原为三价铬离子,三价铬离子与羧基发生配位后除去,最终去除能力强于pH=4.72时pH=2.0,溶液中Cr2O2-7、HCrO-4通过吸附作用被除去外,还被AGO提供的π电子还原为三价铬离子,三价铬离子与羧基发生配位后除去,最终去除能力强于pH=4.72时.
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【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】2+3+8H+=2Cr3++3+5H2O;提高溶液的导电性;Fe失去电子变为Fe2+进入溶液,Fe2+具有还原性,被废水中的Cr2氧化为Fe3+,Cr2得到电子被还原产生Cr3+,故离子方程式为:Cr2+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,电解过程中消耗了大量H+,溶液pH增大,使得溶液中的Cr3+、Fe3+又进一步转化为Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀除去;AGO表面的Zeta电位较高,所带的正电荷较多,此时铬元素主要以Cr2、形式存在,故此时去除率较高;pH=2.0,溶液中Cr2、通过吸附作用被除去外,还被AGO提供的π电子还原为三价铬离子,三价铬离子与羧基发生配位后除去,最终去除能力强于pH=4.72时
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【解答】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:22引用:1难度:0.4
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