Question

【题目】处理含铬废水的方法较多

Ⅰ.某工业废水中主要含有Cr3＋，同时还含有少量的Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋和Al3＋等，且酸性较强。为回收利用，通常采用如下流程处理：

已知： Cr(OH)3―→NaCrO2―→Na2CrO4―→Na2Cr2O7

请回答：

(1)操作Ⅰ的名称为____________，上述操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相同，进行该实验操作所需要的主要玻璃仪器除烧杯、漏斗外，还有__________。

(2)滤渣Ⅰ的主要成分为________(写化学式)，试剂乙的名称为__________。

(3)加入试剂甲的目的是____________________________________________________。

(4)废水处理流程中生成滤渣Ⅲ的离子方程式为________________________________。

Ⅱ.酸性条件下，六价铬主要以Cr2O形式存在。工业上用以下方法处理含Cr2O的废水：①往废水中加入适量的NaCl，搅拌均匀；②用Fe为电极进行电解，还原Cr2O；③经过一段时间，最后有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀产生过滤回收沉淀，废水达到排放标准。

(5) 在②步中，电解法除铬的原理是（写出涉及的主要电极反应式和离子方程式）_____________________________________________________________。

(6)已知某含Cr2O的酸性工业废水中铬元素的含量为104.5 mg·L－1，处理后铬元素最高允许排放浓度为0.5 mg·L－1。处理该废水1 000 m3并达到排放标准至少消耗铁的质量为________kg。

Answer 1

【答案】 过滤 玻璃棒 Cu(OH)2、Fe(OH)3 氨水 将Fe2＋氧化成Fe3＋ AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO Fe-2e-= Fe2＋ Cr2O+6 Fe2＋＋14H+=== 2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 336

【解析】考查化学工艺流程，（1）根据流程图，操作I得到滤渣和滤液，因此操作I为过滤；过滤中所用的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒；（2）根据流程的目的，以及所含的杂质，加入过量氢氧化钠，发生Cr3＋＋4OH－=CrO2－＋2H2O、Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2O、Cu2＋＋2OH－=Cu(OH)2↓、Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓，因此滤渣I的成分是Fe(OH)3和Cu(OH)2；因为Cu(OH)2溶于过量的氨水，形成络合物，因此试剂乙为氨水；（3）根据工业废水的成分以及加入试剂甲后的离子，Fe2＋转化成Fe3＋，因此加入试剂甲的目的是把Fe2＋氧化成Fe3＋；（4）利用碳酸的酸性强于偏铝酸，发生AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－；（5）电解过程中Fe作阳极，电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，然后利用Cr2O72－的氧化性，把Fe2＋氧化成Fe3＋，利用化合价的升降法，进行配平，即离子反应式为：Cr2O +6 Fe2＋＋14H＋= 2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O；（6）根据得失电子数目守恒，n(Cr)×3=n(Fe)×3，即1000×103×(104.5－0.5)×10－3×3/52=n(Fe)，解得n(Fe)=6000mol，合336kg。