Question

某工业废水中含有CN^-和Cr₂O₇^2-等离子，需经污水处理达标后才能排放，污水处理厂拟用下列流程进行处理：

回答下列问题：
（1）上述处理废水流程中主要采用的方法是

 

．
（2）流程②中，反应后无气体放出，该反应的离子方程式为

 

．
（3）含Cr³⁺废水需进一步处理，请你设计一个处理方案：

 

．
（4）反应③中，每消耗0.4mol Cr₂O₇^2-转移2.4mol e^-，该反应离子方程式为

 

_．
（5）处理1m³含有2×10^-2 mol?L^-1Cr₂O₇^2-的工业废水，需要Na₂S₂O₃的质量为

 

千克．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：流程分析含CN^-废水调整溶液PH加入NaClO溶液，氧化CN^-离子反应生成CNO^-的废水，含Cr₂O₇^2-的废水调整溶液PH加入Na₂S₂O₃发生氧化还原反应得到含硫酸根离子的废水，和含CNO^-的废水继续处理得当待测水样；
（1）从流程分析物质的转化关系和试剂选择分析所用方法；
（2）碱性条件下，CN^-离子与NaClO发生氧化还原反应生成CNO^-、Cl^-离子，据此写出离子方程式；
（3）Cr³⁺废水有毒，可使Cr³⁺生成沉淀过滤除去；
（4）利用每0.4molCr₂O₇^2-转移2.4mol的电子来计算被还原后Cr元素的化合价，再书写离子方程式；
（5）依据反应的定量关系结合离子方程式计算．

解答： 解：（1）从流程看，CN^-转化为CNO^-，化合价升高被氧化剂氧化，Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺化合价降低，故还原剂还原，故采用方法为氧化-还原法；
故答案为：氧化-还原法；
（2）步骤②中，无气体放出，CN^-被ClO^-氧化为CNO^-，则因为是在碱性环境中，故ClO^-只能被还原为Cl^-，反应式为：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
故答案为：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
（3）Cr³⁺废水有毒，可使Cr³⁺生成沉淀过滤除去，故调节废水pH，使其转化成Cr（OH）₃沉淀除去，
故答案为：调节废水pH，使其转化成Cr（OH）₃沉淀除去；
（4）每0.4molCr₂O₇^2-转移2.4mol的电子，设还原后Cr元素的化合价为x，则0.4mol×2×（6-x）=2.4mol，解得x=+3，
则离子反应为3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
故答案为：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
（5）处理1m³含有2×10^-2 mol?L^-1Cr₂O₇^2-的工业废水，发生反应：
3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
3        4
n         1000dm³×2×10^-2 mol?L^-1，
n=15mol
需要Na₂S₂O₃的质量=15mol×158g/mol=2370g=2.37kg
故答案为：2.37．

点评：本题考查了氧化还原反应，沉淀溶解平衡知识，注重了化学与实际生产的联系，学生应学会利用物质的性质、元素的化合价、离子方程式计算等来解答，题目难度中等．