Question

某工業(yè)廢水中含有CN^-和Cr₂O₇^2-等離子，需經(jīng)污水處理達(dá)標(biāo)后才能排放，污水處理廠擬用下列流程進(jìn)行處理：

回答下列問(wèn)題：
（1）上述處理廢水流程中主要采用的方法是

 

．
（2）流程②中，反應(yīng)后無(wú)氣體放出，該反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）含Cr³⁺廢水需進(jìn)一步處理，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)處理方案：

 

．
（4）反應(yīng)③中，每消耗0.4mol Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)移2.4mol e^-，該反應(yīng)離子方程式為

 

_．
（5）處理1m³含有2×10^-2 mol?L^-1Cr₂O₇^2-的工業(yè)廢水，需要Na₂S₂O₃的質(zhì)量為

 

千克．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：流程分析含CN^-廢水調(diào)整溶液PH加入NaClO溶液，氧化CN^-離子反應(yīng)生成CNO^-的廢水，含Cr₂O₇^2-的廢水調(diào)整溶液PH加入Na₂S₂O₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到含硫酸根離子的廢水，和含CNO^-的廢水繼續(xù)處理得當(dāng)待測(cè)水樣；
（1）從流程分析物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系和試劑選擇分析所用方法；
（2）堿性條件下，CN^-離子與NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CNO^-、Cl^-離子，據(jù)此寫(xiě)出離子方程式；
（3）Cr³⁺廢水有毒，可使Cr³⁺生成沉淀過(guò)濾除去；
（4）利用每0.4molCr₂O₇^2-轉(zhuǎn)移2.4mol的電子來(lái)計(jì)算被還原后Cr元素的化合價(jià)，再書(shū)寫(xiě)離子方程式；
（5）依據(jù)反應(yīng)的定量關(guān)系結(jié)合離子方程式計(jì)算．

解答： 解：（1）從流程看，CN^-轉(zhuǎn)化為CNO^-，化合價(jià)升高被氧化劑氧化，Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr³⁺化合價(jià)降低，故還原劑還原，故采用方法為氧化-還原法；
故答案為：氧化-還原法；
（2）步驟②中，無(wú)氣體放出，CN^-被ClO^-氧化為CNO^-，則因?yàn)槭窃趬A性環(huán)境中，故ClO^-只能被還原為Cl^-，反應(yīng)式為：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
故答案為：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
（3）Cr³⁺廢水有毒，可使Cr³⁺生成沉淀過(guò)濾除去，故調(diào)節(jié)廢水pH，使其轉(zhuǎn)化成Cr（OH）₃沉淀除去，
故答案為：調(diào)節(jié)廢水pH，使其轉(zhuǎn)化成Cr（OH）₃沉淀除去；
（4）每0.4molCr₂O₇^2-轉(zhuǎn)移2.4mol的電子，設(shè)還原后Cr元素的化合價(jià)為x，則0.4mol×2×（6-x）=2.4mol，解得x=+3，
則離子反應(yīng)為3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
故答案為：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
（5）處理1m³含有2×10^-2 mol?L^-1Cr₂O₇^2-的工業(yè)廢水，發(fā)生反應(yīng)：
3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
3        4
n         1000dm³×2×10^-2 mol?L^-1，
n=15mol
需要Na₂S₂O₃的質(zhì)量=15mol×158g/mol=2370g=2.37kg
故答案為：2.37．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了氧化還原反應(yīng)，沉淀溶解平衡知識(shí)，注重了化學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)的聯(lián)系，學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)利用物質(zhì)的性質(zhì)、元素的化合價(jià)、離子方程式計(jì)算等來(lái)解答，題目難度中等．