①"反应槽"中发生反应的离子方程式为____________________________________________
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②在"加热曝气槽"中通入压缩空气的目的是________________________________________
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(3)实验室有100 L含Cr(Ⅵ)强酸性废水(只含Cr2O),经测定Cr2O浓度为2×10-4 mol·L-1。设计通过向其中加入一定量的FeSO4·7H2O,充分反应后再加入NaOH溶液调节pH,搅拌并加热,使Cr和Fe恰好均转化为Fe3+[Fe2+Fe Cr]O4(不考虑微量的残留)。计算100 L该废水需加入的FeSO4·7H2O的质量,写出计算过程。
答案 (1) ① ②20.8
(2)①Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O
②将部分Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3以形成铁氧体
(3)n(Cr2O)=100 L×0.000 2 mol·L-1=0.020 0 mol,还原反应需消耗n1(Fe2+)=0.120 0 mol,同时反应生成的n(Cr3+)=0.040 0 mol,n(Fe3+)=0.120 0 mol,
与Cr3+和Fe3+形成铁氧体的n2(Fe2+)=[n(Cr3+)+n(Fe3+)]=0.080 0 mol
n(FeSO4·7H2O)=n1(Fe2+)+n2(Fe2+)=0.120 0 mol+0.080 0 mol=0.200 0 mol
加入的m(FeSO4·7H2O)=0.200 0 mol×278 g·mol-1=55.6 g。
解析 (1)②设废水中CrO的浓度为x mol·L-1,与AgNO3溶液等体积混合后,CrO的浓度变成 mol·L-1,c(AgNO3)= mol·L-1=1.0×10-4 mol·L-1,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO)=(1.0×10-4)2×=1.0×10-12,得x=2.0×10-4 mol·L-1,Cr含量:(2.0×10-4mol ×52 g·mol-1×1 000 mg·g-1)/L=10.4 mg·L-1,超标:=20.8倍。(2)①反应槽中,Cr2O在酸性条件下氧化Fe2+,生成Fe3+和Cr3+,根据Fe和Cr得失电子守恒,用H+平衡电荷。②反应槽中Fe2+是过量的,在"加热曝气槽"中,加入NaOH会生成Fe(OH)2,压入空气,可以将Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3,最终可以转化成铁氧体中的Fe3+。(3)废水中的Cr2O为0.020 0 mol,根据"Cr2O~6Fe2+"知,完全反应Cr2O时,消耗n1(Fe2+)=0.120 0 mol,反应后生成n(Fe3+)=0.120 0 mol,n(Cr3+)=0.040 0 mol。铁氧体为Fe3+[Fe2+Fe Cr]O4,n(Fe2+)=1,n(Fe3+)+n(Cr3+)=1+(1-x)+x=2,形成铁氧体的n2(Fe2+)=[n(Fe3+)+n(Cr3+)]=×(0.120 0 mol+0.040 0 mol)= 0.080 0 mol,