水體中的Cr2O2-7、HCrO-4和CrO2-4是高毒性的重金屬離子,可用Cr(Ⅵ)表示。常用的處理方法是將Cr(Ⅵ)還原為低毒性的Cr3+或Cr(OH)3。
(1)在一定pH的水溶液中,HS-、S2-可與CrO2-4反應(yīng)生成Cr(OH)3和單質(zhì)硫。水溶液中S2-能與單質(zhì)硫反應(yīng)生成S2-n,S2-n能還原Cr(Ⅵ)。
①在pH=9的水溶液中CrO2-4與HS-反應(yīng)的離子方程式為 2CrO2-4+3HS-+5H2O=2Cr(OH)3+3S↓+7OH-2CrO2-4+3HS-+5H2O=2Cr(OH)3+3S↓+7OH-。
②25℃時用過量S2-還原Cr(Ⅵ),發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后期Cr(Ⅵ)被還原的速率反而加快.產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因可能是 S2-過量,水溶液中的S2-能與單質(zhì)硫反應(yīng)生成S2-n,S2-n能還原Cr(Ⅵ),所以反應(yīng)后期Cr(Ⅵ)被還原的速率反而加快S2-過量,水溶液中的S2-能與單質(zhì)硫反應(yīng)生成S2-n,S2-n能還原Cr(Ⅵ),所以反應(yīng)后期Cr(Ⅵ)被還原的速率反而加快;驗證的實驗方法是 可以在不同的反應(yīng)時間但相同反應(yīng)時長的條件下,觀察溶液的褪色程度可以在不同的反應(yīng)時間但相同反應(yīng)時長的條件下,觀察溶液的褪色程度。
(2)金屬也可用于還原廢水中的Cr(Ⅵ)。其他條件相同時,用相同物質(zhì)的量的Zn粉、Zn—Cu粉分別處理pH=2.5的含Cr(Ⅵ)廢水,廢水中Cr(Ⅵ)殘留率隨時間的變化如圖-1所示。圖中b對應(yīng)的實驗方法處理含Cr(Ⅵ)廢水的效果更好,其原因是 Zn—Cu粉在溶液中形成原電池,加快反應(yīng)速率Zn—Cu粉在溶液中形成原電池,加快反應(yīng)速率。
(3)用氧化鐵包裹的納米鐵粉(用Fe/Fe2O3表示)能有效還原水溶液中的Cr(Ⅵ)。Fe/Fe2O3還原近中性廢水中Cr(Ⅵ)的可能反應(yīng)機理如圖-2所示。Fe/Fe2O3中Fe還原CrO2-4的過程可描述為 單質(zhì)鐵發(fā)生吸氧腐蝕,F(xiàn)e-2e-=Fe2+,3Fe2++CrO2-4+4H2O+4OH-=Cr(OH)3↓+3Fe(OH)3↓單質(zhì)鐵發(fā)生吸氧腐蝕,F(xiàn)e-2e-=Fe2+,3Fe2++CrO2-4+4H2O+4OH-=Cr(OH)3↓+3Fe(OH)3↓。
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【考點】“三廢”處理與環(huán)境保護.
【答案】2+3HS-+5H2O=2Cr(OH)3+3S↓+7OH-;S2-過量,水溶液中的S2-能與單質(zhì)硫反應(yīng)生成,能還原Cr(Ⅵ),所以反應(yīng)后期Cr(Ⅵ)被還原的速率反而加快;可以在不同的反應(yīng)時間但相同反應(yīng)時長的條件下,觀察溶液的褪色程度;Zn—Cu粉在溶液中形成原電池,加快反應(yīng)速率;單質(zhì)鐵發(fā)生吸氧腐蝕,F(xiàn)e-2e-=Fe2+,3Fe2+++4H2O+4OH-=Cr(OH)3↓+3Fe(OH)3↓
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:145引用:2難度:0.6
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