Question

【題目】硫氰酸鹽、苯酚及硫代硫酸鹽是HPF脫硫廢液中的主要污染物(其中還含有Cl－、SO、Na＋等)，可用NaClO3、H2SO4作脫除的試劑。

（1）Cl2與熱的NaOH溶液反應(yīng)生成NaClO3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。

（2） 常溫時，反應(yīng)C6H5O－＋H2O C6H5OH＋OH－的平衡常數(shù)為K＝________(C6H5OH的Ka＝1×10－10)。

（3）處理該廢水需經(jīng)預(yù)處理和再處理階段。

①用濃硫酸對600 mL HPF脫硫廢液進行酸化預(yù)處理(反應(yīng)溫度100℃)，其結(jié)果如表1所示：

表1　預(yù)處理前后三種離子濃度變化情況

項目	S2O (g·L－1)	SCN－(g·L－1)	苯酚(g·L－1)	pH
處理前	34.28	70.11	1.3	8.55
處理后	0.91	69.76	1.35	2.4

由表1可知，該處理過程中主要被除去的污染物是________。

②對預(yù)處理后廢液進行再處理(反應(yīng)溫度100 ℃)時，13次依次向廢液中加入試劑情況如表2所示：

表2　13次依次加入試劑情況

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
NaClO3/g	16.3	0	0	0	0	0	7.6	0	5.7	0	10.9	0	7.1
濃H2SO4/mL	0	2	2	2	4	4	0	4	0	4	0	4	0

實驗結(jié)果如圖1所示：

前6次苯酚脫除率可達到80%左右，該過程中苯酚轉(zhuǎn)化為白色沉淀(含苯環(huán))，這與溶液中ClO和Cl－反應(yīng)產(chǎn)生Cl2有關(guān)。該白色沉淀可能的結(jié)構(gòu)簡式為______________。

③由表2和圖1中數(shù)據(jù)得出，第7～13次操作中SCN－在較強酸性條件下被ClO (不水解)氧化的依據(jù)是________。此過程中產(chǎn)生大量磚紅色沉淀(夾雜少量白色沉淀)，對沉淀進行XPS分析，部分元素的物質(zhì)的量分數(shù)如圖2所示。已知SCN－可被某些氧化劑(如Cu2＋等)最終氧化為磚紅色的沉淀(SCN)x。一種推測認為該實驗中產(chǎn)生的磚紅色沉淀為(SCN)x，支持該推測的證據(jù)有：________。

Answer 1

【答案】 3Cl2 ＋ 6NaOHNaClO3＋5NaCl＋3H2O 1×10－4 S2O (硫代硫酸鹽) ClClOHCl(或ClOHCl、ClOH等 第7、9、11、13次加入NaClO3時，pH明顯增大，SCN－脫除率相應(yīng)增大(或：7～13次加入NaClO3時SCN－脫除率明顯增大，而苯酚脫除率增大不明顯) SCN－可被某些氧化劑(如Cu2＋等)氧化為磚紅色的沉淀，ClO具有較強的氧化性，SCN－也可被ClO氧化，沉淀中N、S物質(zhì)的量之比幾乎為1∶1且還含C

【解析】(1)依題意可得Cl2與熱的NaOH 溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cl2+6NaOHNaClO3+ 5NaCl+3H2O；

(2)已知C6H5OH的Ka=1×10-10，則反應(yīng)C6H5O-+H2OC6H5OH+OH -的平衡常數(shù)為K= = = = 1×10-4；

(3) ①由表-1數(shù)據(jù)的變化可知，該處理過程中主要被除去的污染物是S2O32-（硫代硫酸鹽）；②溶液中ClO3-和Cl-反應(yīng)產(chǎn)生的Cl2能與苯酚反應(yīng)生成三氯苯酚白色沉淀，其結(jié)構(gòu)簡式為；③由圖1可知，隨NaClO3加入，pH增大，SCN-脫除率明顯增大，而苯酚脫除率增大不明顯，所以SCN-在較強酸性條件下被ClO3-氧化了；由題目敘述可知SCN-可被某些氧化劑（如Cu2+等）氧化為磚紅色的沉淀，ClO3-具有較強的氧化性，由圖象2可知沉淀中N、S物質(zhì)的量之比幾乎為1∶1，且還含有C元素，所以該實驗中產(chǎn)生的磚紅色沉淀為(SCN)x。