Question

【題目】[化學—選修2：化學生活與技術]

分析下列水處理方法，完成下列問題：

（1）處理含Cr2O72-工業廢水的工藝：

①工藝一：含Cr2O72-的工業廢水Cr3+、SO42-。

為了進一步除去上述流程中生成的Cr3+，請你設計一個處理方案：________________。

②工藝二：向廢水中加入過量的FeSO4溶液，經過一系列反應后，FeSO4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-完全轉化為一種化學式為Cr0.5Fe2.5O4的鐵氧體（其中的鉻元素為+3價），理論上需要綠礬（FeSO4·7H2O）的質量不少于

g，上述得到的鐵氧體中，Fe3+和Fe2+的個數之比 。

（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。發生上述轉化后CN—中碳元素轉化為+4價，氮元素轉化為0價，氯元素轉化為－1價，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實際應該投入的ClO2的質量為__________kg（結果保留兩位有效數字）。

（3）監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可生成難電離的氯化汞，滴定到終點時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在通常濃度下對滴定不產生干擾，但水的色質、高價鐵、六價鉻、硫化物（如S2-）對實驗有干擾。

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（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，所以為了進一步除去上述流程中生成的Cr3+，實驗方案為向廢水中加入NaOH。②Cr元素的化合價從+6價降低到+3價，得到3個電子。鐵元素的化合價從+2價升高到+2.6價，所以根據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）的質量不少于2780g；設上述得到的鐵氧體中，Fe3+和Fe2+的個數分別是a和b，則a+b＝2.5,3a+2b＝6.5，解得a＝1.5，b＝1，則二者的個數之比為3:2。

（2）每小時通過的溶液中含CN—的物質的量是，反應中失去電子的物質的量是，氯元素的化合價從+4價降低到－1價，得到5個電子，所以理論上需要ClO2的物質的量是，其質量為。

（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（脫色）。②對苯二酚具有還原性，所以加入對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。