金屬鉻堅硬,耐腐蝕,可做鍍層金屬,并且在制皮革,羊毛,火柴,顏料等方面均有其應(yīng)用.但是Cr(VI)致癌,因而工業(yè)廢水中如果含有Cr(VI)需要處理后再排放.
已知:K
sp(BaCr
2O
7)=2.3×10
-10,K
sp[Cr(OH)
3]=6.3×10
-31,Cr
3+完全沉淀時的pH約為5.6.
(1)沉淀法
利用BaCl
2試劑可處理含Cr
2O
72-廢水,離子方程式為
Ba2++Cr2O72-=BaCr2O7
Ba2++Cr2O72-=BaCr2O7
.
(2)還原法
①可以選擇還原劑Fe
2+,對酸性含鉻廢水進(jìn)行處理.將下述反應(yīng)的離子方程式補(bǔ)充完整:
6
6
Fe
2++
1
1
Cr
2O
72-+
14
14
H+
H+
═
2
2
Cr
3++
6
6
Fe3+
Fe3+
+
7
7
H2O
H2O
②可以選擇焦亞硫酸鈉((Na
2S
2O
5))處理含鉻(VI)廢水,處理費用低.其工藝流程如圖:
資料:焦亞硫酸鈉(Na
2S
2O
5)為白色或黃色結(jié)晶粉末,遇強(qiáng)酸放出SO
2.
ⅰ反應(yīng)池中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式
3S2O52-+2Cr2O72-+10H+═6SO42-+4Cr3++5H2O
3S2O52-+2Cr2O72-+10H+═6SO42-+4Cr3++5H2O
.
ⅱCr
2O
72-在酸性條件下氧化性強(qiáng),在實際工業(yè)中pH過低,則需要的焦亞硫酸鈉的量比理論值高出許多,結(jié)合化學(xué)用語解釋可能的原因是
pH過低,發(fā)生反應(yīng):2H++S2O52-═H2O+2SO2↑,SO2不斷逸出,所以需要更多的S2O52-
pH過低,發(fā)生反應(yīng):2H++S2O52-═H2O+2SO2↑,SO2不斷逸出,所以需要更多的S2O52-
.
(3)Fe
3O
4/納米Fe去除法
①某研究小組經(jīng)查閱資料,發(fā)現(xiàn)磁鐵礦(Fe
3O
4)輔助納米Fe可能會降解含Cr
2O
72-的廢水.為探究其真實性,進(jìn)行了如下實驗,相同時間內(nèi)得到如下實驗結(jié)果,請補(bǔ)全實驗結(jié)論.
實驗編號 |
納米Fe(g/L) |
Fe3O4(g/L) |
Cr2O72-實際降解率 |
1 |
0.05 |
0 |
51.4% |
2 |
0 |
2 |
7.12% |
3 |
0.05 |
2 |
86.67% |
結(jié)論?。簡为毷褂眉{米鐵可以降解Cr
2O
72-.
ⅱ:單獨使用Fe
3O
4可以降解Cr
2O
72-,降解率偏低.
ⅲ:
磁鐵礦(Fe3O4)輔助納米鐵可以高效降解含Cr2O72-的廢水
磁鐵礦(Fe3O4)輔助納米鐵可以高效降解含Cr2O72-的廢水
.
②經(jīng)查閱資料,依據(jù)如下兩個圖示信息,上述實驗3降解Cr
2O
72-效率增大的原因是
Fe3O4有磁性,吸引納米鐵,使其分散附著在Fe3O4表面,增大表面積,納米鐵能將含三價鐵元素的物質(zhì)(Fe3O4、Fe3+)還原為含二價鐵元素的物質(zhì)(Fe3O4、Fe2+),含二價鐵元素的物質(zhì)能繼續(xù)與Cr2O72-反應(yīng),降解效率增大
Fe3O4有磁性,吸引納米鐵,使其分散附著在Fe3O4表面,增大表面積,納米鐵能將含三價鐵元素的物質(zhì)(Fe3O4、Fe3+)還原為含二價鐵元素的物質(zhì)(Fe3O4、Fe2+),含二價鐵元素的物質(zhì)能繼續(xù)與Cr2O72-反應(yīng),降解效率增大
.
圖1Fe
3O
4與納米Fe間電子傳遞
圖2納米Fe與Cr間電子傳遞