Question

工業(yè)上為了處理含離子的酸性廢水，采用以下處理方法：

①往工業(yè)廢水中加入適量食鹽。

②以鐵作為陽(yáng)極進(jìn)行電解。

③鼓入空氣。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，使廢水中含鉻量降到可排放的標(biāo)準(zhǔn)。

請(qǐng)用已學(xué)過(guò)的化學(xué)知識(shí)解釋處理含離子的工業(yè)廢水的原因。

注：Fe（OH）₃開(kāi)始沉淀的pH為2.7，沉淀完全的pH為3.7。Fe（OH）₂開(kāi)始沉淀的pH為7.6，沉淀完全的pH為9.6，并且Fe（OH）₂呈絮狀沉淀，不易從溶液中除去。

Answer 1

選擇以鐵做陽(yáng)極：以Fe為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為：

陽(yáng)極： Fe－2e^-====Fe²⁺  陰極： 2H⁺＋2e^-====H₂↑

加入少量食鹽，是增加污水中離子濃度，增強(qiáng)導(dǎo)電能力。以生成的Fe²⁺為還原劑，在酸性溶液中與離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式略。

這樣被還原成Cr³⁺。在電解過(guò)程中，由于H⁺在陰極不斷放電，打破了水的電離平衡、促進(jìn)水的電離，溶液的pH上升，溶液中的陽(yáng)離子以Cr（OH）₃、Fe（OH）₂、Fe（OH）₃形成沉淀。

由信息可知，F(xiàn)e（OH）₂開(kāi)始沉淀的pH為7.6，沉淀完全的pH為9.6，并且Fe（OH）₂呈絮狀沉淀不便分離，不易從溶液中除去。根據(jù)已學(xué)的知識(shí)，F(xiàn)e（OH）₂極易被O₂氧化，所以在處理過(guò)程中鼓入空氣，讓空氣中O₂充分與Fe（OH）₂反應(yīng)（反應(yīng)方程式略），成為容易分離的Cr（OH）₃、Fe（OH）₃，使廢水含鉻量降到可排放標(biāo)準(zhǔn)。

解析:

本題重點(diǎn)探討以為污染源的工業(yè)污水處理法。涉及到的化學(xué)知識(shí)：

①對(duì)氧化—還原反應(yīng)，電解池的原理的理解和應(yīng)用、電解池的電極分為惰性電極和金屬電極。

②電解過(guò)程中溶液pH的變化以及pH變化對(duì)沉淀的影響。

③廉價(jià)化工原料的選擇，不斷鼓入空氣的原因。

④離子方程式的書(shū)寫(xiě)。

⑤物質(zhì)分離方法的選擇。