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          水體中的六價鉻[Cr(Ⅵ)]對生態環境和人體健康威脅很大。工業廢水中[Cr(Ⅵ)]常用還原沉淀法、微生物法等進行處理。
          (1)“還原沉淀法”常用Na2SO3、FeSO4等處理Cr(Ⅵ)得到Cr(Ⅲ)。
          已知溶液中含Cr(Ⅵ)的微粒(H2CrO4、Cr2
          O
          2
          -
          7
          C
          r
          O
          2
          -
          4
          )的物質的量分數隨pH的關系如圖1所示。

          ①某含Cr(Ⅵ)廢水的pH約為8,寫出用Na2SO3處理該廢水的主要離子方程式:
          3
          SO
          2
          -
          3
          +2
          C
          r
          O
          2
          -
          4
          +5H2O=2Cr(OH)3↓+3
          SO
          2
          -
          4
          +4OH-
          3
          SO
          2
          -
          3
          +2
          C
          r
          O
          2
          -
          4
          +5H2O=2Cr(OH)3↓+3
          SO
          2
          -
          4
          +4OH-
          。[已知pH=3時,Cr(Ⅲ)以Cr3+形式存在,pH=7.5時,Cr(Ⅲ)開始沉淀]。
          ②其他條件相同,用Na2SO3處理不同pH含Cr(Ⅵ) 的廢水,反應相同時間,Cr(Ⅵ)的去除率與pH的關系如圖2所示。已知酸性條件下Cr(Ⅵ)對Na2SO3具有很強的氧化能力,pH<2時,Cr(Ⅵ)的去除率隨pH降低而降低的原因是
          部分
          SO
          2
          -
          3
          與H+結合轉化為SO2逸出,使得與Cr(Ⅵ)反應的
          SO
          2
          -
          3
          的物質的量濃度減小,反應速率減慢
          部分
          SO
          2
          -
          3
          與H+結合轉化為SO2逸出,使得與Cr(Ⅵ)反應的
          SO
          2
          -
          3
          的物質的量濃度減小,反應速率減慢

          ③研究發現,用FeSO4處理pH=3的含Cr(Ⅵ)廢水,Cr(Ⅵ)的去除率大于其被FeSO4還原的理論值。Cr(Ⅵ)的去除率大于理論值的原因是
          Fe2+被Cr(Ⅵ)氧化為Fe3+,pH=3下Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體吸附了部分Cr( VI)
          Fe2+被Cr(Ⅵ)氧化為Fe3+,pH=3下Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體吸附了部分Cr( VI)

          (2)“微生物法”處理含Cr(Ⅵ)廢水具有效率高、選擇性強、吸附容量大等優點。一種微生物法是用硫酸鹽還原菌(SRB)處理含Cr(Ⅵ)廢水。
          ①硫酸鹽還原菌能將水中的
          SO
          2
          -
          4
          轉化為S2-,S2-
          C
          r
          O
          2
          -
          4
          可反應生成Cr2S3和S兩種沉淀。寫出S2-
          C
          r
          O
          2
          -
          4
          反應的離子方程式:
          6S2-+2
          C
          r
          O
          2
          -
          4
          +8H2O=Cr2S3↓+3S↓+16OH-
          6S2-+2
          C
          r
          O
          2
          -
          4
          +8H2O=Cr2S3↓+3S↓+16OH-

          ②用硫酸鹽還原菌(SRB)處理含鉻廢水時,溫度常控制在30℃左右,溫度過高,Cr(Ⅵ)的去除率低的原因是
          溫度過高,硫酸鹽還原菌發生變性,失去活性
          溫度過高,硫酸鹽還原菌發生變性,失去活性

          ③硫酸鹽還原菌(SRB)常存在于水體中,會腐蝕許多金屬及合金。一種Fe合金在硫酸鹽還原菌存在條件下腐蝕的機理如圖3所示。已知溶液中的S2-會完全轉化為FeS,則Fe腐蝕后生成Fe(OH)2和FeS的物質的量之比為
          3:1
          3:1

          【答案】3
          SO
          2
          -
          3
          +2
          C
          r
          O
          2
          -
          4
          +5H2O=2Cr(OH)3↓+3
          SO
          2
          -
          4
          +4OH-;部分
          SO
          2
          -
          3
          與H+結合轉化為SO2逸出,使得與Cr(Ⅵ)反應的
          SO
          2
          -
          3
          的物質的量濃度減小,反應速率減慢;Fe2+被Cr(Ⅵ)氧化為Fe3+,pH=3下Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體吸附了部分Cr( VI);6S2-+2
          C
          r
          O
          2
          -
          4
          +8H2O=Cr2S3↓+3S↓+16OH-;溫度過高,硫酸鹽還原菌發生變性,失去活性;3:1
          【解答】
          【點評】
          聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
          發布:2024/4/20 14:35:0組卷:66引用:3難度:0.6
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            富含有機物的弱酸性廢水在SBR細菌作用下產生CH3COOH、H2等物質,可將廢水中
            SO
            2
            -
            4
            還原為H2S,同時用N2或CO2將H2S從水中吹出,再用堿液吸收。
            SO
            2
            -
            4
            的空間構型為
             

            ②CH3COOH與
            SO
            2
            -
            4
            在SBR細菌作用下生成CO2和H2S的離子方程式為
             

            ③將H2S從水中吹出時,用CO2比N2效果更好,其原因是
             

            (2)吸收法脫硫
            煙氣中的SO2可以用“亞硫酸銨吸收法”處理,發生的反應為(NH42SO3+SO2+H2O═2NH4HSO3,測得25℃時溶液pH與各組分物質的量分數的變化關系如圖-1所示.b點時溶液pH=7,則n(
            NH
            +
            4
            ):n(
            HSO
            -
            3
            )=
             


            (3)電解法脫硫
            用NaOH吸收后SO2,所得NaHSO3溶液經電解后可制取Na2S2O4溶液,反應裝置如圖-2所示。電解時每有1molS2
            O
            2
            -
            4
            生成有
             
            molH+透過質子交換膜。
            (4)還原法脫氮
            用催化劑協同納米零價鐵去除水體中
            NO
            -
            3
            。其催化還原反應的過程如圖-3所示。
            ①該反應機理中生成N2的過程可描述為
             

            ②過程中
            NO
            -
            3
            去除率及N2生成率如圖-4所示,為有效降低水體中氮元素的含量,宜調整水體pH為4.2,當pH<4.2時,隨pH減小,N2生成率逐漸降低的原因是
             

            發布:2024/12/30 5:30:2組卷:41引用:4難度:0.5
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