Question

【題目】[化學(xué)—選修2：化學(xué)生活與技術(shù)]

分析下列水處理方法，完成下列問題：

（1）處理含Cr2O72-工業(yè)廢水的工藝：

①工藝一：含Cr2O72-的工業(yè)廢水Cr3+、SO42-。

為了進(jìn)一步除去上述流程中生成的Cr3+，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)處理方案：________________。

②工藝二：向廢水中加入過量的FeSO4溶液，經(jīng)過一系列反應(yīng)后，F(xiàn)eSO4溶液和Cr2O72-可形成鐵氧體沉淀，從而除去鉻元素。若使含1mol Cr2O72-的廢水中的Cr2O72-完全轉(zhuǎn)化為一種化學(xué)式為Cr0.5Fe2.5O4的鐵氧體（其中的鉻元素為+3價(jià)），理論上需要綠礬（FeSO4·7H2O）的質(zhì)量不少于

g，上述得到的鐵氧體中，F(xiàn)e3+和Fe2+的個(gè)數(shù)之比 。

（2）如下是處理含氰（主要以CN—形式存在）廢水工藝流程的一部分：

含氰廢水。發(fā)生上述轉(zhuǎn)化后CN—中碳元素轉(zhuǎn)化為+4價(jià)，氮元素轉(zhuǎn)化為0價(jià)，氯元素轉(zhuǎn)化為－1價(jià)，若廢水中CN—的濃度為300mg/L，含氰廢水的流量為0.8m3/h，為保證安全，實(shí)際投放的ClO2為理論值得1.3倍，則為了完成上述過程每小時(shí)實(shí)際應(yīng)該投入的ClO2的質(zhì)量為__________kg（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

（3）監(jiān)測水中氯化物含量可采用硝酸汞滴定法，酸化的水樣用硝酸汞滴定時(shí)可生成難電離的氯化汞，滴定到終點(diǎn)時(shí)過量的汞離子可與指示劑作用使溶液顯示紫色。飲用水中的其他物質(zhì)在通常濃度下對(duì)滴定不產(chǎn)生干擾，但水的色質(zhì)、高價(jià)鐵、六價(jià)鉻、硫化物（如S2-）對(duì)實(shí)驗(yàn)有干擾。

①滴定前常用氫氧化鋁懸濁液處理水樣，其目的是__________________。

②若水中含有Cr2O72—，常在滴定前向水樣中加入一定量的對(duì)苯二酚，其目的是______。

Answer 1

【答案】（1）①加入NaOH【KOH也給分】 ②2780g 3:2 （2）0.81kg

（3）①吸附水中有色物質(zhì)（脫色） ②將水樣可能含有的高鐵離子及鉻酸鹽還原

【解析】

試題分析：

（1）①氫氧化鉻難溶于水，所以為了進(jìn)一步除去上述流程中生成的Cr3+，實(shí)驗(yàn)方案為向廢水中加入NaOH。②Cr元素的化合價(jià)從+6價(jià)降低到+3價(jià)，得到3個(gè)電子。鐵元素的化合價(jià)從+2價(jià)升高到+2.6價(jià)，所以根據(jù)電子得失守恒可知需要硫酸亞鐵晶體6mol÷0.6＝10mol，因此理論上需要綠礬（FeSO4·7H2O）的質(zhì)量不少于2780g；設(shè)上述得到的鐵氧體中，F(xiàn)e3+和Fe2+的個(gè)數(shù)分別是a和b，則a+b＝2.5,3a+2b＝6.5，解得a＝1.5，b＝1，則二者的個(gè)數(shù)之比為3:2。

（2）每小時(shí)通過的溶液中含CN—的物質(zhì)的量是，反應(yīng)中失去電子的物質(zhì)的量是，氯元素的化合價(jià)從+4價(jià)降低到－1價(jià)，得到5個(gè)電子，所以理論上需要ClO2的物質(zhì)的量是，其質(zhì)量為。

（3）①氫氧化鋁膠體具有吸附性，所以滴定前用氫氧化鋁懸濁液處理水樣的目的是吸附水中有色物質(zhì)（脫色）。②對(duì)苯二酚具有還原性，所以加入對(duì)二苯酚的目的是將水樣可能含有的高鐵離子及鉻酸鹽還原。