Question

電鍍廠鍍銅廢水中含有CN^－和Cr₂O₇^2-，需要處理達標后才能排放。該廠擬定下列流程進行廢水處理：

回答下列問題：
（1）上述處理廢水流程中主要使用的方法是________。
（2）②中反應后無氣體放出，該反應的離子方程式為______________________________
__________________________________。
（3）步驟③中，每處理0.4 mol Cr₂O₇^2-時轉移電子2.4 mol，該反應的離子方程式為________________________________________________________________________。
（4）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，再加Na₂S溶液，藍色沉淀轉化成黑色沉淀，請使用化學用語和文字解釋產生該現象的原因：
________________________________________________________________________。
（5）目前處理酸性Cr₂O₇^2-廢水多采用鐵氧磁體法。該法是向廢水中加入FeSO₄·7H₂O，將Cr₂O₇^2-還原成Cr^3＋，調節pH，Fe、Cr轉化成相當于Fe^Ⅱ[FeCr]O₄(鐵氧磁體，羅馬數字表示元素價態)的沉淀。處理1 mol Cr₂O₇^2-，需加入a mol FeSO₄·7H₂O，下列結論正確的是________。

A．x＝0.5，a＝8	B．x＝0.5，a＝10
C．x＝1.5，a＝8	D．x＝1.5，a＝10

Answer 1

（1）氧化還原法
（2）CN^－＋ClO^－=CNO^－＋Cl^－
（3）3S₂O₃^2-＋4Cr₂O₇^2-＋26H^＋=6SO₄^2-＋8Cr^3＋＋13H₂O
（4）Cu^2＋＋2OH^－=Cu(OH)₂↓、Cu(OH)₂(s)＋S^2－(aq)=CuS(s)＋2OH^－(aq)，因為K_sp(CuS)<K_sp[Cu(OH)₂]
（5）D

（1）廢水的處理方法有沉淀法、吸咐法、中和法、混凝法、氧化還原法等。由上述流程圖中反應②和反應③加入的試劑并對比反應前后的物質，可以發現兩個反應均為氧化還原反應，故上述處理廢水的主要方法是氧化還原法。（2）反應物為CN^－和NaClO，生成物有CNO^－，即CN^－生成CNO^－，相當于C由＋2價升高至＋4價，那么根據氧化還原反應得失電子守恒可知，ClO^－在反應中元素化合價降低，題目提示無氣體生成，故其中的＋1價Cl轉化為Cl^－，因此離子方程式為CN^－＋ClO^－=CNO^－＋Cl^－。（3）由反應物S₂O₃^2-轉化為生成物SO₄^2-可知，Cr₂O₇^2-被還原，其中Cr元素化合價降低，設Cr₂O₇^2-被還原后Cr的化合價為＋n，則有關系：1∶2×(6－n)＝0.4∶2.4，所以n＝3，即Cr₂O₇^2-被還原為Cr^3＋，因此該反應的離子方程式為3S₂O₃^2-＋4Cr₂O₇^2-＋26H^＋=6SO₄^2-＋8Cr^3＋＋13H₂O。（4）先生成Cu(OH)₂沉淀，加入Na₂S后，Cu(OH)₂沉淀轉化為CuS沉淀。這是因為Cu(OH)₂的溶解度比CuS的溶解度大，或者說Cu(OH)₂的溶度積大于CuS的溶度積，難溶的電解質轉化為更難溶的電解質。（5）生成鐵氧磁體的物質的量為 mol，根據得失電子守恒有×x＝6，得x＝1.5，a＝×(1＋1.5)＝10。