铬的化合物有毒,由于+6价Cr的强氧化性,其毒性是+3价Cr毒性的100倍。因此,必须对含铬的废水进行处理。目前研究和采用的处理方法主要有:
方法一、还原法:
(Ⅰ)在酸性介质中用FeSO4、NaHSO3等将+6价Cr还原成+3价Cr。具体流程如下:
请回答下列问题:
(1)上述流程①发生反应的离子方程式是 。
(2)若在① 使FeSO4适当过量、空气适量,可产生具有磁性、组成类似于铁氧体(Fe3O4或FeO·Fe2O3)的复合氧化物(·yO)(注:X可以是分数),变废为宝。则控制空气适量的目的是 ,使铁氧体分离出来较简便的方法是 。假设处理含1 mol Cr2O72-的废水至少需要加入10mol FeSO4·7H2O则复合氧化物(·yO)化学式是 。
(Ⅱ)研究发现,用铁粉作还原剂不仅可以除去Cr6+,还能除去废水中的少量Mn2+,现研究铁屑用量和pH值对废水中铬、锰去除率的影响,
(3)取100mL废水于250 mL三角瓶中,调节pH值到规定值,分别加入不同量的废铁屑.得到铁屑用量对铬和锰去除率的影响如下图1所示。则在pH一定时,废水中铁屑用量为 时锰、铬去除率最好
(4)取100mL废水于250 mL三角瓶中,加入规定量的铁粉,调成不同的pH值。得到pH值对铬和锰去除率的影响如下图2所示。则在铁屑用量一定时,废水pH= 时锰、铬去除率最好
方法二、电解法:将含+6价Cr的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解:阳极区生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,生成的Fe3+和Cr3十在阴极区与OH一结合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去。
(5)写出此阴极反应的电极方程式 。
(6)现用上法处理1×104 L含铬(+6价)78 mg / L的废水,电解时阳极物质消耗的质量至少为________kg。