Question

[化学—选修2：化学生活与技术]

分析下列水处理方法，完成下列问题：

（1）处理含Cr₂O₇^2-工业废水的工艺：

①工艺一：含Cr₂O₇^2-的工业废水Cr³⁺、SO₄^2-。

为了进一步除去上述流程中生成的Cr³⁺，请你设计一个处理方案：________________。

②工艺二：向废水中加入过量的FeSO₄溶液，经过一系列反应后，FeSO₄溶液和Cr₂O₇^2-可形成铁氧体沉淀，从而除去铬元素。若使含1mol Cr₂O₇^2-的废水中的Cr₂O₇^2-完全转化为一种化学式为Cr_0.5Fe_2.5O₄的铁氧体（其中的铬元素为+3价），理论上需要绿矾（FeSO₄·7H₂O）的质量不少于

           g，上述得到的铁氧体中，Fe³⁺和Fe²⁺的个数之比               。

（2）如下是处理含氰（主要以CN^—形式存在）废水工艺流程的一部分：

含氰废水。发生上述转化后CN^—中碳元素转化为+4价，氮元素转化为0价，氯元素转化为－1价，若废水中CN^—的浓度为300mg/L，含氰废水的流量为0.8m³/h，为保证安全，实际投放的ClO₂为理论值得1.3倍，则为了完成上述过程每小时实际应该投入的ClO₂的质量为__________kg（结果保留两位有效数字）。

（3）监测水中氯化物含量可采用硝酸汞滴定法，酸化的水样用硝酸汞滴定时可生成难电离的氯化汞，滴定到终点时过量的汞离子可与指示剂作用使溶液显示紫色。饮用水中的其他物质在通常浓度下对滴定不产生干扰，但水的色质、高价铁、六价铬、硫化物（如S^2-）对实验有干扰。

①滴定前常用氢氧化铝悬浊液处理水样，其目的是__________________。

②若水中含有Cr₂O₇^2—，常在滴定前向水样中加入一定量的对苯二酚，其目的是______。

Answer

（1）①加入NaOH【KOH也给分】 ②2780g 3:2 （2）0.81kg

（3）①吸附水中有色物质（脱色） ②将水样可能含有的高铁离子及铬酸盐还原

【解析】

试题分析：

（1）①氢氧化铬难溶于水，所以为了进一步除去上述流程中生成的Cr3+，实验方案为向废水中加入NaOH。②Cr元素的化合价从+6价降低到+3价，得到3个电子。铁元素的化合价从+2价升高到+2.6价，所以根据电子得失守恒可知需要硫酸亚铁晶体6mol÷0.6＝10mol，因此理论上需要绿矾（FeSO4·7H2O）的质量不少于2780g；设上述得到的铁氧体中，Fe3+和Fe2+的个数分别是a和b，则a+b＝2.5,3a+2b＝6.5，解得a＝1.5，b＝1，则二者的个数之比为3:2。

（2）每小时通过的溶液中含CN—的物质的量是，反应中失去电子的物质的量是，氯元素的化合价从+4价降低到－1价，得到5个电子，所以理论上需要ClO2的物质的量是，其质量为。

（3）①氢氧化铝胶体具有吸附性，所以滴定前用氢氧化铝悬浊液处理水样的目的是吸附水中有色物质（脱色）。②对苯二酚具有还原性，所以加入对二苯酚的目的是将水样可能含有的高铁离子及铬酸盐还原。

考点：考查工业废水处理的有关判断