工业废水中含有流失的生产用料、中间产物和产品,以及生产过程中产生的污染物。随着工业的迅速发展,废水的排放量迅速增加,严重威胁人类的健康和安全,工业废水的处理比城市污水的处理更为重要。下图是含铬工业废水和含氰废水的处理流程:
请回答下列问题:
30.电镀废水中的铬主要以CrO42—形式存在,其中Cr元素的化合价为 。
31.酸性条件下,CrO42—极易被还原剂还原为毒性较小的Cr3+。图中“反应Ⅰ”的离子方程式为 。
32.pH>10时,“反应Ⅱ”中的NaClO可快速地将氰离子(CN—)氧化为无毒的两种物质,这两种物质是 、 (写化学式);若pH<8.5,则生成剧毒的CNCl气体(沸点13.1℃),写出该反应的离子方程式 。
33.经过“反应Ⅰ”和“反应Ⅱ”将两种废水混合的目的是 。
34.含氰废水及含铬废水可以通过电化学的方法进行无害化处理。
①可采用惰性电极对含氰废水进行电解,氰离子在碱性条件下被氧化为无毒的物质,该电解工艺中,阳极电极反应式是 。
②电解法处理酸性含铬废水(若铬元素以Cr2O72—形式存在)时,以铁板和石墨作电极,
处理过程中存在反应Cr2O72—+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。则阳极的电极反应式为 ,当有1 mol Cr2O72—被还原时,电路中转移的电子为
mol。
+6
由化合价代数和为0可知CrO42—中Cr元素的化合价为-2-(-2×4)=+6,
故答案为:+6;
由化合价代数和为0可知CrO42—中Cr元素的化合价为+6价;
本题考查元素化合价的确定,根据化合价代数和为0计算即可,难度较小。
2CrO42—+3SO32—+10H+=2Cr3++3SO42—+5H2O
CrO42—极易被还原剂还原为毒性较小的Cr3+,则加入的亚硫酸钠被氧化成硫酸钠,溶液为酸性环境,可整理出对应的离子方程式为:2CrO42—+3SO32—+10H+=2Cr3++3SO42—+5H2O,
故答案为:2CrO42—+3SO32—+10H+=2Cr3++3SO42—+5H2O;
CrO42—极易被还原剂还原为毒性较小的Cr3+,则加入的亚硫酸钠被氧化成硫酸钠,结合环境进行书写;
本题考查离子方程式的书写,掌握离子方程式的书写步骤是解题的关键,注意化学方程式的正确书写,化学式的拆分是易错点。
N2、CO32-(或答N2、Na2CO3) CN—+ClO—+H2O=CNCl↑+2OH—
碱性条件下,NaClO可快速地将氰离子(CN—)氧化为无毒的两种物质,氮元素容易联系氮气,碳元素一般生成二氧化碳由于是碱性环境转化为碳酸根离子;若pH<8.5,则生成剧毒的CNCl气体,可整理出对应的离子方程式为:CN—+ClO—+H2O=CNCl↑+2OH—,
故答案为:N2、CO32-(或答N2、Na2CO3);CN—+ClO—+H2O=CNCl↑+2OH—;
碱性条件下,NaClO可快速地将氰离子(CN—)氧化为无毒的两种物质,氮元素容易联系氮气,碳元素一般生成二氧化碳由于是碱性环境转化为碳酸根离子;若pH<8.5,则生成剧毒的CNCl气体,根据反应物和生成物整理方程式即可;
本题考查离子方程式的书写,灵活的根据题意进行分析是解题的关键,注意题目条件的应用,难度不大。
使两个反应中过量的氧化剂和还原剂反应,以及发生中和反应
反应I和反应II 的废液分别为酸性与碱性,且分别含有还原性和氧化性物质,混合后能使两个反应中过量的氧化剂和还原剂反应,以及发生中和反应,
故答案为:反应I和反应II 的废液分别为酸性与碱性,且分别含有还原性和氧化性物质,混合后能使两个反应中过量的氧化剂和还原剂反应,以及发生中和反应;
反应I和反应II 的废液分别为酸性与碱性,且分别含有还原性和氧化性物质,混合后能使两个反应中过量的氧化剂和还原剂反应,以及发生中和反应;
本题考查物质性质的应用,根据两种废水的性质进行分析即可,难度不大。
①2 CN—+12OH--10e-=2 CO32-+N2↑+6H2O ②Fe-2e-= Fe2+ 12
1 氰离子在碱性条件下被氧化为无毒的物质,应生成氮气,发生氧化反应为阳极反应,整理出电极反应式为2 CN-+12OH--10e-=2 CO32-+N2↑+6H2O,
故答案为:2 CN-+12OH--10e-=2 CO32-+N2↑+6H2O;
2 铁为阳极,可被氧化为亚铁离子,电极反应式为Fe-2e-= Fe2+;由方程式可整理出6 Fe~12e-~ Fe2+~ Cr2O72—,即当有1 mol Cr2O72—被还原时,电路中转移的电子为12mol,
故答案为:Fe-2e-= Fe2+;12;
①氰离子在碱性条件下被氧化为无毒的物质,应生成氮气,发生氧化反应为阳极反应,整理出电极反应式即可;
②铁为阳极,可被氧化为亚铁离子;由方程式可整理出6 Fe~12e-~ Fe2+~ Cr2O72-;
本题考查电极反应式的书写与电化学中的相关计算,掌握电解池的反应原理是解题的关键吗,注意灵活根据总反应进行电极反应式的分析,计算时注意对于反应物质的量的把握,难度中等。