工业流程――污水处理课件 17页

工业流程问题与污水处理\n某电镀铜厂有两种废水需要处理，一种废水中含有CN-离子，另一种废水中含有Cr2O72-离子。该厂拟定如图所示的废水处理流程。加入NaClO溶液①②③含CN-废水调整pH10～11含CNO-废水含Cr2O72-废水调整pH2～3加入Na2S2O3溶液含SO42-废水继续处理待检水样④\n回答以下问题：（1）上述处理废水的流程中主要使用的方法是。（2）②中使用的NaClO溶液呈碱性，用离子方程式解释原因。（3）②中反应后无气体放出，该反应的离子方程式为。（4）③中反应时，每0.4molCr2O72-转移2.4mole-，该反应的离子方程式为。（5）取少量待检水样于试管中，先加入NaOH溶液，观察到有蓝色沉淀生成，继续加入NaOH溶液，直到不再产生蓝色沉淀为止，再加入Na2S溶液，有黑色沉淀生成，且蓝色沉淀逐渐减少。请你使用化学用语，结合必要的文字解释其原因。氧化还原法ClO-+H2OHClO+OH-CN-+ClO-===CNO-+Cl-3S2O32-+4Cr2O72-+26H+===6SO42-+8Cr3++13H2O\n待检水样中还有Cu2+（1分）Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓（1分）Cu(OH)2(s)+S2-(aq)===CuS(s)+2OH-(aq)（1分，未标状态给分，或Cu(OH)2Cu2++2OH-；Cu2++S2-===CuS↓给分）CuS比Cu(OH)2更难溶（1分，溶解度更小）（共4分）\n欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将转化为Cr(OH)3沉淀除去。已知：氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pHFe2＋7.09.0Fe3＋1.93.2Cr3＋6.08.0（1）某含铬废水处理的主要流程如图所示：\n混凝剂排放含Cr2O72-废水NaHSO3H2SO4NaOH高分子混凝剂Cr(OH)3初沉池沉淀池反应池污泥处理\n①初沉池中加入的混凝剂是K2SO4﹒Al2(SO4)3﹒24H2O，用离子方程式表示其反应原理是。②反应池中发生主要反应的离子方程式是Cr2O72-+HSO3-+H+=Cr3++SO42-+H2O。③根据“沉淀法”和“中和法”原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，过程中发生主要反应离子方程式、。证明Cr3+沉淀完全的方法是。Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓H++OH-=H2O测定溶液的pH，若pH≥8，则证明Cr3+沉淀完全。135234\n（2）工业可用电解法来处理含Cr2O72-废水。实验室利用如图模拟处理含Cr2O72-的废水，阳极反应式是Fe-2e-=Fe2+，阴极反应式是2H++2e-=H2↑。Fe2+与酸性溶液中Cr2O72-的反应的离子方程式是，得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从水的电离平衡角度解释其原因是。用电解法处理该溶液中0.01molCr2O72-时，至少得到沉淀的质量是g。Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O8.48阴极反应消耗了水中的H+，打破了水的电离平衡，促进了水的电离，使溶液中OH-浓度增大，溶液的碱性增强。\n随着工业的迅速发展，产生的废水对水体的污染也日趋严重。通过控制溶液的pH对工业废水中的金属离子进行分离是实际工作中经常使用的方法。下表是常温下金属氢氧化物的Ksp(沉淀溶解平衡常数)和金属离子在某浓度下开始沉淀所需的pH(表中浓度为相应pH时溶液中有关金属离子产生沉淀的最小浓度；当溶液中金属离子浓度小于10-5mol·L-1时通常认为该离子沉淀完全)。金属离子KsppH(10-1mol·L-l)pH(10-5mol·L-l)Fe3+4.0×10-382.73.7Cr3+6.0×10-314.35.6Cu2+2.2×10-204.76.7Ca2+4.0×10-512.314.3\n(1)某厂排出的废水中含有Cu2+和Fe3+，测得其浓度均小于0.1mol·L-l。为除去其中的Fe3+，回收铜，需控制的pH范围是__________________________。(2)为了处理含有Cr2O72-酸性溶液的工业废水，采用如下方法：向废水中加人适量NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。①Cr2O72-转变为Cr3+的离子方程式为___________。3.7≤pH＜4.7Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O\n②pH对废水中Cr2O72-去除率的影响如右图。你认为电解过程中溶液的pH取值在______范围内对降低废水中的铬含量最有利，请说明理由：_______________。[注：去除率(％)=[(c0-c)／co]×100％，式中：co—理前废水中Cr2O72-的浓度，c—处理后废水中Cr2O72-的浓度]4.3～5.6pH越小，Cr2O72-的去除率越大，但难形成Cr(OH)3沉淀从废水中分离；pH越大，Cr2O72-的去除率越小\n(3)沉淀转化在生产中也有重要应用。例如，用Na2CO3溶液可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为较疏松而易清除的CaCO3，该沉淀转化达到平衡时，其平衡常数K＝(写数值)。[已知Ksp(CaSO4)=9.1x10-6，Ksp(CaCO3)=2.8x10-9]3.25×103\n利用化学原理对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。（一）染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO2-，可以再碱性条件下加入铝粉除去(加热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体)。除去NO2-的离子方程式为。（二）某工厂对制革工业污泥中Cr元素的回收与再利用工艺如下（硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+）2Al＋OH－+NO2－+2H2O==2AlO2－+NH3.H2O\n常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表阳离子Fe3＋Fe2＋Mg2＋Al3＋Cu2＋Cr3＋开始沉淀时的pH1.97.0－－4.7－沉淀完全时的pH3.29.011.186.79(＞9溶解)\n(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是(至少写一条)(2)调pH=8是为了除去（填Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+）(3)钠离子交换树脂的原理为Mn+＋nNaR→MRn+nNa+被交换的杂质离子是（填Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+）(4)试配平氧化还原反应方程式：Na2Cr2O7+SO2+H2O==Cr(OH)(H2O)5SO4+Na2SO4升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸、适当延长浸取时间Fe3+、Al3+Ca2+、Mg2+132111\n(三)印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl3。腐蚀铜板后的混合液中，若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10mol/L，请参照上表给出的数据和提供的药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤：①；②；③过滤。(提供药品：Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu)通入足量氯气将Fe2+氧化成Fe3+加入CuO调节溶液的pH至3.2～4.7\n