Question

工业上为了处理含离子的酸性废水，采用以下处理方法：

①往工业废水中加入适量食盐。

②以铁作为阳极进行电解。

③鼓入空气。经过一段时间后，使废水中含铬量降到可排放的标准。

请用已学过的化学知识解释处理含离子的工业废水的原因。

注：Fe（OH）₃开始沉淀的pH为2.7，沉淀完全的pH为3.7。Fe（OH）₂开始沉淀的pH为7.6，沉淀完全的pH为9.6，并且Fe（OH）₂呈絮状沉淀，不易从溶液中除去。

Answer 1

选择以铁做阳极：以Fe为阳极，电极反应式为：

阳极： Fe－2e^-====Fe²⁺  阴极： 2H⁺＋2e^-====H₂↑

加入少量食盐，是增加污水中离子浓度，增强导电能力。以生成的Fe²⁺为还原剂，在酸性溶液中与离子发生氧化还原反应，离子方程式略。

这样被还原成Cr³⁺。在电解过程中，由于H⁺在阴极不断放电，打破了水的电离平衡、促进水的电离，溶液的pH上升，溶液中的阳离子以Cr（OH）₃、Fe（OH）₂、Fe（OH）₃形成沉淀。

由信息可知，Fe（OH）₂开始沉淀的pH为7.6，沉淀完全的pH为9.6，并且Fe（OH）₂呈絮状沉淀不便分离，不易从溶液中除去。根据已学的知识，Fe（OH）₂极易被O₂氧化，所以在处理过程中鼓入空气，让空气中O₂充分与Fe（OH）₂反应（反应方程式略），成为容易分离的Cr（OH）₃、Fe（OH）₃，使废水含铬量降到可排放标准。

解析:

本题重点探讨以为污染源的工业污水处理法。涉及到的化学知识：

①对氧化—还原反应，电解池的原理的理解和应用、电解池的电极分为惰性电极和金属电极。

②电解过程中溶液pH的变化以及pH变化对沉淀的影响。

③廉价化工原料的选择，不断鼓入空气的原因。

④离子方程式的书写。

⑤物质分离方法的选择。