Question

某工業(yè)廢水中含有CN^-和Cr₂

O

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等離子，需經污水處理達標后才能排放，污水處理廠擬用下列流程進行處理：
回答下列問題：

（1）上述處理廢水流程中主要采用的方法是

 

．
（2）流程②中，反應后無氣體放出，該反應的離子方程式為

 

．
（3）含Cr³⁺廢水需進一步處理，請你設計一個處理方案：
（4）反應③中，每消耗0.4mol Cr₂

O

2- 7

轉移2.4mol e^-，該反應離子方程式為：

 

．
（5）取少量待測水樣于試管中，加入NaOH溶液觀察到有藍色沉淀生成，繼續(xù)加至不再產生藍色沉淀為止，再向溶液中加入足量Na₂S溶液，藍色沉淀轉化成黑色沉淀，解釋產生該現象的原因：

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,常見的生活環(huán)境的污染及治理

專題：實驗設計題

分析：（1）從流程分析所用方法；
（2）堿性條件下，CN^-離子與NaClO發(fā)生氧化還原反應生成CNO^-、Cl^-離子，據此寫出離子方程式；
（3）Cr³⁺廢水有毒，可使Cr³⁺生成沉淀過濾除去；
（4）利用每0.4molCr₂O₇^2-轉移2.4mol的電子來計算被還原后Cr元素的化合價，再書寫離子方程式；
（3）根據銅離子與氫氧根離子反應生成沉淀及沉淀的轉化來分析．

解答： 解：（1）從流程看，CN^-轉化為CNO^-，化合價升高被氧化劑氧化，Cr₂O₇^2-轉化為Cr³⁺化合價降低，故還原劑還原，故采用方法為氧化-還原法；
故答案為：氧化-還原法；
（2）步驟②中，無氣體放出，CN^-被ClO^-氧化為CNO^-，則因為是在堿性環(huán)境中，故ClO^-只能被還原為Cl^-，反應式為：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
故答案為：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
（3）Cr³⁺廢水有毒，可使Cr³⁺生成沉淀過濾除去，故調節(jié)廢水pH，使其轉化成Cr（OH）₃沉淀除去，
故答案為：調節(jié)廢水pH，使其轉化成Cr（OH）₃沉淀除去；
（4）每0.4molCr₂O₇^2-轉移2.4mol的電子，設還原后Cr元素的化合價為x，則0.4mol×2×（6-x）=2.4mol，解得x=+3，
則離子反應為3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
故答案為：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
（5）因銅離子與氫氧根離子反應生成氫氧化銅沉淀，CuS比Cu（OH）₂更難溶，則加入Na₂S溶液能發(fā)生沉淀的轉化，
故答案為：待檢水樣中還有Cu²⁺，加堿發(fā)生Cu²⁺+2OH^-═Cu（OH）₂↓，再加入Na₂S溶液，CuS比Cu（OH）₂更難溶，則發(fā)生Cu（OH）₂（s）+S^2-（aq）═CuS（s）+2OH^-（aq），使沉淀向更難溶方向轉化．

點評：本題考查了氧化還原反應，沉淀溶解平衡知識，注重了化學與實際生產的聯系，學生應學會利用物質的性質、元素的化合價、電子守恒等來解答．