Question

根據(jù)廢水中所含有害物質(zhì)的不同，工業(yè)上有多種廢水的處理方法．
（1）廢水I常用明礬處理．實踐中發(fā)現(xiàn)廢水中的c（HCO₃^-）越大，凈水效果越好，這是因為

 

（用離子方程式表示）．
（2）廢水Ⅱ中的汞元素存在如下轉(zhuǎn)化（在空格上填相應的化學式）：
Hg²⁺+

 

=CH₃CH₂Hg⁺+H⁺
我國規(guī)定，Hg²⁺的排放標準不能超過0.05mg/L．若某工廠排放的廢水1L中含Hg²⁺3×l0^-7 mol，是否達到了排放標準

 

（填“是”或“否”）．
（3）廢水Ⅲ常用ClO₂可將CN^-直接氧化成兩種無毒氣體，該反應的離子方程式為

 

．
（4）含氰廢水流量為0.8m³/h，含氰（CN^-）濃度為300mg/L，為確保安全，實際投放ClO₂為理論值的1.3倍，則完成氧化每小時共需投入ClO₂質(zhì)量為

 

kg．

Answer 1

考點："三廢"處理與環(huán)境保護

專題：實驗設計題

分析：（1）HCO₃^-可與Al³⁺發(fā)生互促水解反應，碳酸根離子濃度越大，反應越充分；
（2）由質(zhì)量守恒可知，與Hg²⁺反應的未知物為甲烷，根據(jù)題中數(shù)據(jù)計算出汞離子濃度，然后判斷是否達到排放標準；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒及反應物判斷反應產(chǎn)物，根據(jù)化合價升降相等配平反應的離子方程式；
（4）計算出每小時流出的廢水中含有的氰離子質(zhì)量、物質(zhì)的量，然后根據(jù)離子方程式2CN^-+2ClO₂=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-進行計算完成氧化每小時共需投入ClO₂的物質(zhì)的量、質(zhì)量．

解答： 解：（1）HCO₃^-和Al³⁺發(fā)生相互促進的水解，生成CO₂和Al（OH）₃，反應的離子方程式為：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，c（HCO₃^-）越大，鋁離子反應越完全，從而增強凈水效果，
故答案為：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（2）根據(jù)電荷守恒可質(zhì)量守恒可知，應為Hg²⁺和CH₄的反應，1L水中含有汞離子的物質(zhì)的量為：n（Hg²⁺）=3×10^-7mol，則：m（Hg²⁺）=3×10^-7mol×200.6g/mol=6.02×10^-5g≈0.06mg＞0.05mg，所以沒有達到排放標準，
故答案為：CH₄；否；
（3）ClO₂氧化性較強，是常用的氧化劑，其中+4價氯元素通常被還原為-1價，化合價降低5價，CN^-中C元素化合價為+2價、N元素化合價為-3價，CN^-被氧化成二氧化碳化合價升高2價，被氧化成氮氣化合價升高3價，則化合價總共升高了5價，化合價變化的最小公倍數(shù)為5，則ClO₂的計量數(shù)與CN^-相同，然后根據(jù)質(zhì)量守恒配平，反應的離子方程式為：2CN^-+2ClO₂=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-，
故答案為：2CN^-+2ClO₂=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-；
（4）若含氰廢水流量為0.8m³/h，含氰（CN^-）濃度為300mg/L，1小時廢水中含（CN^-）的質(zhì)量為：0.8×10³L×300mg/L=2.4×10⁴mg=24g，含（CN^-）的物質(zhì)的量為：

24g

26g/mol

=

12

13

mol，根據(jù)2CN^-+2ClO₂=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-可得：CN^-～ClO₂，理論需ClO₂的物質(zhì)的量為：n（ClO₂）=n（CN^-）=

12

13

mol，實際需ClO₂的物質(zhì)的量為：n（ClO₂）=

12

13

×1.3=1.2mol，則完成氧化每小時共需投入ClO₂質(zhì)量為：1.2mol×67.5g/mol=81g=0.81kg，
故答案為：0.81．

點評：本題考查了三廢處理及環(huán)境保護，題目難度中等，本題是一道化學和生活相結(jié)合的題目，注重知識的遷移應用，能較好的考查學生分析和解決問題的能力，為高考常見題型和高頻考點，題目信息量較大，注意把握題給信息，答題時仔細審題．