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水体中的Cr2
O
2
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7
HC
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C
r
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是高毒性的重金属离子,可用Cr(Ⅵ)表示。常用的处理方法是将Cr(Ⅵ)还原为低毒性的Cr3+或Cr(OH)3
(1)在一定pH的水溶液中,HS-、S2-可与
C
r
O
2
-
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反应生成Cr(OH)3和单质硫。水溶液中S2-能与单质硫反应生成
S
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n
S
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能还原Cr(Ⅵ)。
①在pH=9的水溶液中
C
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与HS-反应的离子方程式为
2
C
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+3HS-+5H2O=2Cr(OH)3+3S↓+7OH-
2
C
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4
+3HS-+5H2O=2Cr(OH)3+3S↓+7OH-

②25℃时用过量S2-还原Cr(Ⅵ),发现反应后期Cr(Ⅵ)被还原的速率反而加快.产生该现象的原因可能是
S2-过量,水溶液中的S2-能与单质硫反应生成
S
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n
能还原Cr(Ⅵ),所以反应后期Cr(Ⅵ)被还原的速率反而加快
S2-过量,水溶液中的S2-能与单质硫反应生成
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S
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n
能还原Cr(Ⅵ),所以反应后期Cr(Ⅵ)被还原的速率反而加快
;验证的实验方法是
可以在不同的反应时间但相同反应时长的条件下,观察溶液的褪色程度
可以在不同的反应时间但相同反应时长的条件下,观察溶液的褪色程度

(2)金属也可用于还原废水中的Cr(Ⅵ)。其他条件相同时,用相同物质的量的Zn粉、Zn—Cu粉分别处理pH=2.5的含Cr(Ⅵ)废水,废水中Cr(Ⅵ)残留率随时间的变化如图-1所示。图中b对应的实验方法处理含Cr(Ⅵ)废水的效果更好,其原因是
Zn—Cu粉在溶液中形成原电池,加快反应速率
Zn—Cu粉在溶液中形成原电池,加快反应速率


(3)用氧化铁包裹的纳米铁粉(用Fe/Fe2O3表示)能有效还原水溶液中的Cr(Ⅵ)。Fe/Fe2O3还原近中性废水中Cr(Ⅵ)的可能反应机理如图-2所示。Fe/Fe2O3中Fe还原
C
r
O
2
-
4
的过程可描述为
单质铁发生吸氧腐蚀,Fe-2e-=Fe2+,3Fe2++
C
r
O
2
-
4
+4H2O+4OH-=Cr(OH)3↓+3Fe(OH)3
单质铁发生吸氧腐蚀,Fe-2e-=Fe2+,3Fe2++
C
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+4H2O+4OH-=Cr(OH)3↓+3Fe(OH)3

【答案】2
C
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+3HS-+5H2O=2Cr(OH)3+3S↓+7OH-;S2-过量,水溶液中的S2-能与单质硫反应生成
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n
能还原Cr(Ⅵ),所以反应后期Cr(Ⅵ)被还原的速率反而加快;可以在不同的反应时间但相同反应时长的条件下,观察溶液的褪色程度;Zn—Cu粉在溶液中形成原电池,加快反应速率;单质铁发生吸氧腐蚀,Fe-2e-=Fe2+,3Fe2++
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+4H2O+4OH-=Cr(OH)3↓+3Fe(OH)3
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:148引用:2难度:0.6
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    发布:2024/12/30 5:30:2组卷:27引用:2难度:0.9
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  • 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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