H2O2、O2、O3在水中可形成具有超强氧化能力的羟基自由基(•OH),能有效去除废水中的H2PO2-、CN-、苯酚等物质
(1)H2O2、O3在一定条件可处理废水中H2PO2-。
①弱碱性条件下•OH将H2PO2-氧化成PO43-,该反应的离子方程式为 4•OH+2OH-+H2PO2-=PO43-+4H2O4•OH+2OH-+H2PO2-=PO43-+4H2O。
②为比较不同投料方式下含H2PO2-模拟废水的处理效果,向两份等体积废水样品中加入等量H2O2和O3,其中一份再加入FeSO4。反应相同时间,实验结果如图1所示。

添加FeSO4后,次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高,原因是 Fe2+促进H2O2和O3产生•OH,氧化产生的Fe3+将PO转化为FePO4沉淀Fe2+促进H2O2和O3产生•OH,氧化产生的Fe3+将PO转化为FePO4沉淀。
(2)H2O2、O2在一定条件下可处理废水中的CN-。
①工业上通过电激发O2处理废水中的CN-,反应机理如图2所示,其过程可描述为 O2在阴极得电子被还原成•O2-,•O2-结合H+生成•O2H,•O2H分解生成O2和H2O2,H2O2在阴极得电子产生的•OH和OH-将CN-氧化生成N2和CO32O2在阴极得电子被还原成•O2-,•O2-结合H+生成•O2H,•O2H分解生成O2和H2O2,H2O2在阴极得电子产生的•OH和OH-将CN-氧化生成N2和CO32。
②已知Cu2+可催化过氧化氢氧化CN-。在含氰废水总量、过氧化氢用量和溶液pH一定的情况下,反应相同时间,测得CN-的氧化去除率随c(Cu2+)的变化如图3所示。c(Cu2+)超过90 mg•L-1时,CN-的氧化去除率有所下降,原因是 c(Cu2+)超过90mg•L-1,会催化过氧化氢分解,导致H2O2产生•OH的数目减少,与CN-反应的H2O2的量减少c(Cu2+)超过90mg•L-1,会催化过氧化氢分解,导致H2O2产生•OH的数目减少,与CN-反应的H2O2的量减少。

(3)H2O2在Fe3O4催化下可有效除去废水中的苯酚等有机污染物。除去废水中的苯酚的原理如图4所示。研究在不同初始pH条件下,苯酚的去除率随时间的变化,结果表明:在反应开始时,初始pH=6的溶液中苯酚的去除率明显低于初始pH=3的溶液,但一段时间后两者接近,原因是 酸性有利于•OH的形成,所以初始pH=3的溶液在开始时去除率较高;随着反应的进行,苯酚转化为乙酸,使溶液酸性增强,pH=6的溶液中苯酚去除率显著提高,最终两者的去除率接近酸性有利于•OH的形成,所以初始pH=3的溶液在开始时去除率较高;随着反应的进行,苯酚转化为乙酸,使溶液酸性增强,pH=6的溶液中苯酚去除率显著提高,最终两者的去除率接近。
【答案】4•OH+2OH-+H2PO2-=PO43-+4H2O;Fe2+促进H2O2和O3产生•OH,氧化产生的Fe3+将PO转化为FePO4沉淀;O2在阴极得电子被还原成•O2-,•O2-结合H+生成•O2H,•O2H分解生成O2和H2O2,H2O2在阴极得电子产生的•OH和OH-将CN-氧化生成N2和CO32;c(Cu2+)超过90mg•L-1,会催化过氧化氢分解,导致H2O2产生•OH的数目减少,与CN-反应的H2O2的量减少;酸性有利于•OH的形成,所以初始pH=3的溶液在开始时去除率较高;随着反应的进行,苯酚转化为乙酸,使溶液酸性增强,pH=6的溶液中苯酚去除率显著提高,最终两者的去除率接近
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:35引用:1难度:0.6
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