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工业废水中的六价铬[Cr(VI)]常采用还原沉淀法、离子交换法和微生物法等方法进行处理。
(1)室温下,含Cr(Ⅵ)的微粒在水溶液中存在如下平衡:
H2CrO4⇌H++
HC
r
O
-
4
ΔH1
HC
r
O
-
4
⇌H++
C
r
O
2
-
4
ΔH2
2
HC
r
O
-
4
⇌Cr2
O
2
-
7
+H2O ΔH3
室温下,反应2
C
r
O
2
-
4
+2H+⇌Cr2
O
2
-
7
+H2O的ΔH=
ΔH3-2ΔH2
ΔH3-2ΔH2
(用含ΔH1、ΔH2或ΔH3的代数式表示)。
(2)还原沉淀法:使用Na2SO3将Cr(Ⅵ)还原为Cr3+,再将Cr3+转化为沉淀除去。
①酸性条件下Cr(Ⅵ)具有很强的氧化能力,
SO
2
-
3
将Cr2
O
2
-
7
还原为Cr3+的离子方程式为
8H++3
SO
2
-
3
+Cr2
O
2
-
7
=2Cr3++3
SO
2
-
4
+4H2O
8H++3
SO
2
-
3
+Cr2
O
2
-
7
=2Cr3++3
SO
2
-
4
+4H2O

②其他条件相同,用Na2SO3处理不同初始pH的含Cr(Ⅵ)废水相同时间,当pH<2时,Cr(Ⅵ)的去除率随
pH降低而降低的原因是
部分
SO
2
-
3
与H+结合转化为SO2逸出,使得与Cr(Ⅵ)反应的
SO
2
-
3
的物质的量浓度减小,反应速率减慢
部分
SO
2
-
3
与H+结合转化为SO2逸出,使得与Cr(Ⅵ)反应的
SO
2
-
3
的物质的量浓度减小,反应速率减慢

(3)微生物法:
①用硫酸盐还原菌(SRB)处理含Cr(Ⅵ)废水时,Cr(VI)去除率随温度的变化如图1所示。55℃时,
Cr(Ⅵ)的去除率很低的原因是
温度过高,硫酸盐还原菌发生变性,失去活性
温度过高,硫酸盐还原菌发生变性,失去活性


②水体中,Fe合金在SRB存在条件下腐蚀的机理如图2所示。Fe腐蚀后生成FeS的过程可描述为:Fe失去电子转化为Fe2+
SO
2
-
4
在SRB细胞膜的作用下被H原子还原生成S2-,生成的S2-与Fe2+反应生成FeS
SO
2
-
4
在SRB细胞膜的作用下被H原子还原生成S2-,生成的S2-与Fe2+反应生成FeS

(4)离子交换法:用强碱性离子交换树脂(ROH)与
C
r
O
2
-
4
HC
r
O
-
4
等发生离子交换,交换过程中发生如下反应:
ROH(s)+
HC
r
O
-
4
(aq)⇌RHCrO4(s)+OH-(aq)
2ROH(s)+
C
r
O
2
-
4
(aq)⇌R2CrO4(s)+2OH-(aq)
其他条件相同,当pH>4时,Cr(VI)去除率随pH升高而下降的原因是
pH升高导致离子交换平衡左移,pH>4后
HC
r
O
-
4
转化为
C
r
O
2
-
4
,交换
C
r
O
2
-
4
所需的OH-的量是交换
HC
r
O
-
4
所需OH-的量的两倍
pH升高导致离子交换平衡左移,pH>4后
HC
r
O
-
4
转化为
C
r
O
2
-
4
,交换
C
r
O
2
-
4
所需的OH-的量是交换
HC
r
O
-
4
所需OH-的量的两倍

【答案】ΔH3-2ΔH2;8H++3
SO
2
-
3
+Cr2
O
2
-
7
=2Cr3++3
SO
2
-
4
+4H2O;部分
SO
2
-
3
与H+结合转化为SO2逸出,使得与Cr(Ⅵ)反应的
SO
2
-
3
的物质的量浓度减小,反应速率减慢;温度过高,硫酸盐还原菌发生变性,失去活性;
SO
2
-
4
在SRB细胞膜的作用下被H原子还原生成S2-,生成的S2-与Fe2+反应生成FeS;pH升高导致离子交换平衡左移,pH>4后
HC
r
O
-
4
转化为
C
r
O
2
-
4
,交换
C
r
O
2
-
4
所需的OH-的量是交换
HC
r
O
-
4
所需OH-的量的两倍
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:50引用:2难度:0.6
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    (1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
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    K2(填“>”、“<”或“=”).
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    a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
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    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5
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