四川省成都市经济技术开发区实验中学高三化学总复习专题讲座12水污染及治理docWord格式.docx
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在工业处理污水时,可用到的氧化剂有:
。
2、C12、Ca(C10)2、皿等,氧化还原法在污水处理实例中有氧化发酵含有机物废水处理、空气氧化法处理含硫废水、碱性氯化法处理含氤污水、臭氧化法除臭、脱色、杀菌及除酚、氧、铁、镒,降低污水B0D与C0D等均有显著效果。
目前,还原法主要用于含氮废水的处理。
N典例剖析
【例1】
(2010-北京理综,26)某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH;
和NH3・也0的形式存在,该废水的处理流程如下:
(1)过程I:
加NaOH溶液,调节pH至9后,升温至30°
C,通空气将氨赶出并I可收。
%1用离子方程式表示加NaOH溶液的作用:
o
%1用化学平衡原理解释通空气的目的:
o
(2)过程II:
在微生物作用的条件下,NH;
经过两步反应被氧化成N0L两步反应的能量变化示意图如下:
%1第一步反应是反应(选填“放热”或“吸热”),判断依据是
%11molNH;
(aq)全部氧化成NO;
(aq)的热化学方程式是。
(3)过程III:
一定条件下,向废水中加入CH’OH,将HNOa还原成将。
若该反应消耗32g
CH’OH转移6mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是o
热点精练
1.(2011-安徽理综,28)地下水中硝酸盐造成的貌污染已成为一个世界性的环境问题。
文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程,利用Fe粉和KNO,溶液反应,探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。
⑴实验前:
①先用0.1mol•L也SOi洗涤Fe粉,其目的是,然后用蒸儒水洗涤至中性;
②将KN(L溶液的pII调至2.5;
③为防止空气中的。
2对脱氮的影响,应向KNO)溶液中通入(写化学式)o
(2)右图表示足量Fe粉还原上述KN。
%溶液过程中,测出的溶液中相
关离子浓度、ph随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)O请
根据图中信息写出么时刻前该反应的离子方程式:
O
右时刻后,该反应仍在进行,溶液中NIIJ的浓度在增大,Fe汁的浓
度却没有增大,可能的原因是o
⑶该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设,清你完成假设
二和假设三:
假设一:
溶液的pll;
假设二
假设三:
(4)请你设计实验验证上述假设一,写出实验步骤及结论。
(已知:
溶液中的NO;
浓度可用离子色谱仪测定)
实验步骤及结论:
二、沉淀法处理废水
沉淀法处理废水是污水处理的一种重要方法,主要是通过氧化还原反应或电解使易溶于水的含有重金属元素的离子转化为沉淀而除去,目前此法主要用于含+6价Cr废水的处理。
此外,对于Hg2\Cu2+等重金属离子的污染,可直接加入沉淀剂(如Na?
S)使之转化为沉淀而除去。
乂典例削析
【例2】
(2011•天津理综,10)1业废水中常含有一定量的ChO;
和CrOr,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理。
常用的处理方法有两种。
方法1:
还原沉淀法
该法的工艺流程为
H+眼+oh"
5°
厂①WlM麟厂印C产亦Cr(OH),I
其中第①步存在平衡:
2Cr0r(黄色)+2H+Cr,Or(橙色)+H.0
(1)若平衡体系的PH=2,该溶液显色。
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是o
a.CMT和CrO厂的浓度相同
b.2r(Cr20D=r(CrOD
c.溶液的颜色不变
(3)第②步中,还原1molCr20r,需要molFeSO4•7H20o
⑷第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:
Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+30H~(aq)
常温下,Cr(OH)3的溶度积A;
=c(Cr3+)-c3(0H-)=10'
32,要使c(Cr3+)降至W5mol-Lf溶液的pH应调至o
方法2:
电解法
该法用Fc作电极电解含WO厂的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。
(5)用Fe作电极的原因为o
(6)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释),溶液中同时生成的沉淀还有。
N热点精练
2.六价铭对人体有害,含铭废水要经化学处理后才能排放,方法是用绿矶(FeSOi・7艮0)把废水中的六价格还原为三价格离子,再加入过量的石灰水,使铭离子转变为氧氧化铭Cr(OII)3沉淀。
其主要反应的化学方程式如下:
H2Cr2O7+6FeSOi+6H2SO—3Fe2(SO】)3+Ck(SOJ3+7112O
现用上叙方法处理1X101含铭(+6价)78mg-L1的废水(Cr的相对原子质量为52),试回答:
(1)处理后,沉淀物中除Cr(0II)3外,还有、(用化学式表示)。
(2)需用绿矶多少千克?
3.(2011•大纲全国卷,13)某含铭(CM);
)废水用硫酸亚铁铉[FeSO,・(阳庭。
4•6&
0]处理,反应中铁元素和铭元素完全转化为沉淀。
核沉淀经干燥后得到77mol
FeO-Fe.CrAo不考虑处理过程中的实际损耗,下列叙述错误的是
()
A.消耗硫酸亚铁铉的物质的量为〃(2—x)mol
nx
B.处理废水中SO厂的物质的量为—mol
乙
C.反应中发生转移的电子数为3/7Xmol
D.在FeO・Fe.Cr。
中,3x=y
4.判断下列说法是否正确,正确的划“,错误的划“X”
用Na2S除去废水中的Hg2+:
Ilg2++S2-=IlgSI()
(2011-北京理综,
三、中和法处理废水
“中利法”用于处理酸性废水及碱性废水。
向酸性废水中投加碱性物质如石灰、氢氧化钠等进行中利,向碱性废水中吹入含C02的烟道气或其它酸性物质进行中利。
浏典例剖析
【例3]某造纸厂排放的废烧碱水(内含Na2CO3)流量是100mL-s*,为了测定废水中烧碱的浓度,某环保小组取样250mL废碱,稀释10倍后再取50mL,平均分成2份,分别用0.1200mol-I/'
盐酸滴定。
第一份采用甲基橙作指示剂,耗去盐酸24.20mL;
第二份用酚猷作指示剂,耗去盐酸17.4n)L。
试计算:
⑴废烧碱中NaOII和Na2CO3的物质的量浓度各是多少?
(保留四位小数)
(2)该环保小组想用1.2mol-L-的废盐酸来中和上述废烧碱液,理论上盐酸的注入流量应为多少?
(保留1位小数)
答案
典例剖析
【例1】
(1)①NH+4+OH~=NH:
{-H20
②废水中的阳被空气带走,使NH3・也0NH’+IW的平衡向正反应方向移动,利于除氨
⑵①放热△件一273kJ・mo「lO(或反应物的总能量大于生成物的总能量)
②NH+4(aq)+20,(g)=2H+(aq)+NO;
r(aq)+H20(l)A"
=-346kJ-mol-1
(3)5:
6
【例2】⑴橙
(2)c(3)6(4)5
(5)阳极反应为Fe-2e~=Fe2+,提供还原剂Fe*
(6)2H++2e-=H2tFe(OH)3
【例3】
(1)各为0.5088mol-L-10.3264mol-L
(2)96.8mL-s-1
1.
(1)去除铁粉表面的氧化物等杂质N,
(2)4Fe+N07+10H+=4Fe2++NH+44-3H20生成的Fe*水解(或利溶液中的0旷结合)
(3)温度铁粉颗粒大小
(4)
%1分别取等体积、等浓度的KNO,溶液于不同的试管中;
%1调节溶液呈酸性且pH各不相同,并通入此;
%1分别向上述溶液中加入足量等质量的同种铁粉;
%1用离子色谱仪测定相同反应时间时各溶液中N07的浓度。
若pH不同的KNO,溶液中,测出的N0「浓度不同,表明pH对脱氮速率有影响,否则无影响。
(本题属于开放性试题,答案合理即可)
2.(l)Fe(OH)3CaSOt
(2)12.51kg
7.8X10、kgx
7.8X10、kgX834f…
x——12.51kg
3.A4.V
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