6.
氰化物在冶金等行业应用广泛,含氰废水的处理显得尤为重要。含氰废水中的氰化物常以\(\rm{[Fe(CN)_{6}]^{3-}}\)和\(\rm{CN^{-}}\)的形式存在,工业上有多种废水处理方法。
I.电解处理法
用图\(\rm{1}\)所示装置处理含\(\rm{CN^{-}}\)废水时,控制溶液\(\rm{pH}\)为\(\rm{9~10}\)并加入\(\rm{NaCl}\),一定条件下电解,阳极产生的\(\rm{ClO^{-}}\)将\(\rm{CN^{-}}\)氧化为无害物质而除去。
\(\rm{(1)}\)铁电极为 \(\rm{(}\)填“阴极”或“阳极”\(\rm{)}\),阳极产生\(\rm{ClO^{-}}\)的电极反应为 。
\(\rm{II.UV(}\)紫外光线的简称\(\rm{)-H_{2}O_{2}}\)氧化法
实验过程:取一定量含氰废水,调节\(\rm{pH}\),加入一定物质的量的\(\rm{H_{2}O_{2}}\),置于\(\rm{UV}\)工艺装置中,光照一定时间后取样分析。
【查阅资料】\(\rm{①}\)在强碱性溶液中\(\rm{4[Fe(CN)_{6}]^{3-}+ 4OH^{-}═4[Fe(CN)_{6}]^{4-}+ O_{2}↑+ 2H_{2}O}\),\(\rm{[Fe(CN)_{6}]^{4-}}\)更稳定;
\(\rm{②[Fe(CN)_{6}]^{3-}}\)转化为\(\rm{CN^{-}}\)容易被\(\rm{H_{2}O_{2}}\)除去;
\(\rm{③HCN}\)是有毒的弱酸,易挥发。
\(\rm{(2)}\)废水中的\(\rm{CN^{一}}\)经以下反应实现转化:\(\rm{CN^{-}+ H_{2}O_{2}+ H_{2}O═A + NH_{3}↑}\),则\(\rm{A}\)是 \(\rm{(}\)用符号表示\(\rm{)}\)。
\(\rm{(3)K_{3}[Fe(CN)_{6}]}\)在中性溶液中有微弱水解,用方程式表示水解反应 。
\(\rm{(4)}\)含氰废水在不同\(\rm{pH}\)下的除氰效果如图\(\rm{2}\)所示,\(\rm{pH}\)选择的最佳范围应为 \(\rm{(a.7-10}\);\(\rm{b.10-11}\);\(\rm{c.11-13)}\),解释选择该\(\rm{pH}\)范围的原因 。
\(\rm{(5)}\)图\(\rm{3}\)表示某\(\rm{pH}\)时,加入不同量\(\rm{H_{2}O_{2}}\),处理\(\rm{30 min}\)后测定的样品含氰浓度。由图可知:\(\rm{n(H_{2}O_{2})}\):\(\rm{n(CN^{-})=250}\):\(\rm{1}\)时,剩余总氰为\(\rm{0.16 mg⋅L^{-1}}\),除氰率达\(\rm{80\%}\),计算\(\rm{0-30min}\)时间段反应速率\(\rm{v(CN^{-})=}\) \(\rm{mg⋅L^{-1}min^{-1}(}\)结果保留两位有效数字\(\rm{)}\)。