Question

（2010?揚州模擬）電鍍廢水一種特殊處理工藝如下：

圖中DTCR能與Ni²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Cr³⁺等各種重金屬離子迅速反應(yīng)，生成不溶水的螯合鹽，再加入少量絮凝劑下，形成絮狀沉淀，從而達到捕集去除重金屬的目的．
試回答下列問題：
（1）步驟②ClO₂可將CN^-直接氧化成兩種無毒氣體，該反應(yīng)的離子方程式為

2CN^-+2ClO₂=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-

．
（2）若含氰廢水流量為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

0.81

kg．
（3）步驟③中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為

1：3

．
（4）PAM為丙烯酰胺（CH₂=CHCONH₂）的聚合物，該聚合物的結(jié)構(gòu)簡式為

．
（5）本工藝中將廢水分類收集，分而治之的優(yōu)點是

節(jié)約成本，避免彼此的相互干擾

．

Answer 1

分析：（1）二氧化氯中氯為+4價，CN^-中氮為-3價，碳為+2價；
（2）根據(jù)2CN^-+2ClO₂=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-進行計算；
（3）步驟3中亞硫酸氫根離子中硫為+4價，具有還原性作還原劑，Cr₂O₇^2-中鉻為+6價，具有氧化性作氧化劑；
（4）丙烯酰胺分子中含有雙鍵，發(fā)生加聚反應(yīng)生成聚丙烯酰胺；
（5）本工藝中將廢水分類收集，分而治之等措施符合節(jié)能環(huán)保的理念．

解答：解：（1）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，在該反應(yīng)中而CN^-中+2價碳元素通常被氧化成+4價，而氮元素則容易被還原成0價形成氮氣，
故答案為：2CN^-+2ClO₂=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-；
（2）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^-，CN^-～ClO₂，理論需ClO₂的物質(zhì)的量為

12

13

mol，實際需

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；
（3）步驟3中亞硫酸氫根離子中硫為+4價，具有還原性，被氧化成+6價的硫，Cr₂O₇^2-中鉻為+6價，具有氧化性，被還原成+3價的鉻，發(fā)生反應(yīng)Cr₂O₇^2-+3HSO₃^-+5H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為n（Cr₂O₇^2-）：n（HSO₃^-）=1：3，
故答案為：1：3；
（4）丙烯酰胺分子中含有雙鍵，發(fā)生加聚反應(yīng)時，打開雙鍵生成聚丙烯酰胺，故答案為：；
（5）本工藝中將廢水分類收集，分而治之，處理含CN^-與含鉻的廢水方法不同，用DTCR與Ni²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Cr³⁺等各種重金屬離子迅速反應(yīng)，生成不溶水的螯合鹽，再加入少量絮凝劑下，形成絮狀沉淀，從而達到捕集去除重金屬的目的，節(jié)約成本，避免彼此的相互干擾，
故答案為：節(jié)約成本，避免彼此的相互干擾．

點評：本題主要考查了工業(yè)廢水的分類處理，根據(jù)工業(yè)流程圖靈活運用相關(guān)的化學知識是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．