题目内容

根据废水中所含有害物质的不同,工业上有多种废水的处理方法.
(1)废水I常用明矾处理.实践中发现废水中的c(HCO3-)越大,净水效果越好,这是因为
 
(用离子方程式表示).
(2)废水Ⅱ中的汞元素存在如下转化(在空格上填相应的化学式):
Hg2++
 
=CH3CH2Hg++H+
我国规定,Hg2+的排放标准不能超过0.05mg/L.若某工厂排放的废水1L中含Hg2+3×l0-7 mol,是否达到了排放标准
 
(填“是”或“否”).
(3)废水Ⅲ常用ClO2可将CN-直接氧化成两种无毒气体,该反应的离子方程式为
 
.
(4)含氰废水流量为0.8m3/h,含氰(CN-)浓度为300mg/L,为确保安全,实际投放ClO2为理论值的1.3倍,则完成氧化每小时共需投入ClO2质量为
 
kg.
考点:"三废"处理与环境保护
专题:实验设计题
分析:(1)HCO3-可与Al3+发生互促水解反应,碳酸根离子浓度越大,反应越充分;
(2)由质量守恒可知,与Hg2+反应的未知物为甲烷,根据题中数据计算出汞离子浓度,然后判断是否达到排放标准;
(3)根据质量守恒及反应物判断反应产物,根据化合价升降相等配平反应的离子方程式;
(4)计算出每小时流出的废水中含有的氰离子质量、物质的量,然后根据离子方程式2CN-+2ClO2=2CO2↑+N2↑+2Cl-进行计算完成氧化每小时共需投入ClO2的物质的量、质量.
解答: 解:(1)HCO3-和Al3+发生相互促进的水解,生成CO2和Al(OH)3,反应的离子方程式为:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,c(HCO3-)越大,铝离子反应越完全,从而增强净水效果,
故答案为:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑;
(2)根据电荷守恒可质量守恒可知,应为Hg2+和CH4的反应,1L水中含有汞离子的物质的量为:n(Hg2+)=3×10-7mol,则:m(Hg2+)=3×10-7mol×200.6g/mol=6.02×10-5g≈0.06mg>0.05mg,所以没有达到排放标准,
故答案为:CH4;否;
(3)ClO2氧化性较强,是常用的氧化剂,其中+4价氯元素通常被还原为-1价,化合价降低5价,CN-中C元素化合价为+2价、N元素化合价为-3价,CN-被氧化成二氧化碳化合价升高2价,被氧化成氮气化合价升高3价,则化合价总共升高了5价,化合价变化的最小公倍数为5,则ClO2的计量数与CN-相同,然后根据质量守恒配平,反应的离子方程式为:2CN-+2ClO2=2CO2↑+N2↑+2Cl-,
故答案为:2CN-+2ClO2=2CO2↑+N2↑+2Cl-;
(4)若含氰废水流量为0.8m3/h,含氰(CN-)浓度为300mg/L,1小时废水中含(CN-)的质量为:0.8×103L×300mg/L=2.4×104mg=24g,含(CN-)的物质的量为:
24g
26g/mol
=
12
13
mol,根据2CN-+2ClO2=2CO2↑+N2↑+2Cl-可得:CN-~ClO2,理论需ClO2的物质的量为:n(ClO2)=n(CN-)=
12
13
mol,实际需ClO2的物质的量为:n(ClO2)=
12
13
×1.3=1.2mol,则完成氧化每小时共需投入ClO2质量为:1.2mol×67.5g/mol=81g=0.81kg,
故答案为:0.81.
点评:本题考查了三废处理及环境保护,题目难度中等,本题是一道化学和生活相结合的题目,注重知识的迁移应用,能较好的考查学生分析和解决问题的能力,为高考常见题型和高频考点,题目信息量较大,注意把握题给信息,答题时仔细审题.
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