Question

电镀废水一种特殊处理工艺如下：

图中DTCR能与Ni²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Cr³⁺等各种重金属离子迅速反应，生成不溶水的螯合盐，再加入少量絮凝剂下，形成絮状沉淀，从而达到捕集去除重金属的目的．
试回答下列问题：
（1）步骤②ClO₂可将CN^-直接氧化成两种无毒气体，该反应的离子方程式为______．
（2）若含氰废水流量为0.8m³/h，含氰（CN^-）浓度为300mg/L，为确保安全，实际投放ClO₂为理论值的1.3倍，则完成氧化每小时共需投入ClO₂质量为______kg．
（3）步骤③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______．
（4）PAM为丙烯酰胺（CH₂=CHCONH₂）的聚合物，该聚合物的结构简式为______．
（5）本工艺中将废水分类收集，分而治之的优点是______．

Answer 1

解：（1）ClO₂氧化性较强，是常用的氧化剂，其中+4价氯元素通常被还原为-1价，在该反应中而CN^-中+2价碳元素通常被氧化成+4价，而氮元素则容易被还原成0价形成氮气，
故答案为：2CN^-+2ClO₂=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-；
（2）若含氰废水流量为0.8m³/h，含氰（CN^-）浓度为300mg/L，1小时废水中含（CN^-）的质量为0.8×10³L×300mg/L=2.4×10⁴mg=24g，含（CN^-）的物质的量为=mol，根据2CN^-+2ClO₂=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-，CN^-～ClO₂，理论需ClO₂的物质的量为mol，实际需×1.3=1.2mol，则完成氧化每小时共需投入ClO₂质量为1.2mol×67.5g/mol=81g=0.81kg，
故答案为：0.81；
（3）步骤3中亚硫酸氢根离子中硫为+4价，具有还原性，被氧化成+6价的硫，Cr₂O₇^2-中铬为+6价，具有氧化性，被还原成+3价的铬，发生反应Cr₂O₇^2-+3HSO₃^-+5H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O，氧化剂与还原剂的物质的量之比为n（Cr₂O₇^2-）：n（HSO₃^-）=1：3，
故答案为：1：3；
（4）丙烯酰胺分子中含有双键，发生加聚反应时，打开双键生成聚丙烯酰胺，故答案为：；
（5）本工艺中将废水分类收集，分而治之，处理含CN^-与含铬的废水方法不同，用DTCR与Ni²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Cr³⁺等各种重金属离子迅速反应，生成不溶水的螯合盐，再加入少量絮凝剂下，形成絮状沉淀，从而达到捕集去除重金属的目的，节约成本，避免彼此的相互干扰，
故答案为：节约成本，避免彼此的相互干扰．
分析：（1）二氧化氯中氯为+4价，CN^-中氮为-3价，碳为+2价；
（2）根据2CN^-+2ClO₂=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-进行计算；
（3）步骤3中亚硫酸氢根离子中硫为+4价，具有还原性作还原剂，Cr₂O₇^2-中铬为+6价，具有氧化性作氧化剂；
（4）丙烯酰胺分子中含有双键，发生加聚反应生成聚丙烯酰胺；
（5）本工艺中将废水分类收集，分而治之等措施符合节能环保的理念．
点评：本题主要考查了工业废水的分类处理，根据工业流程图灵活运用相关的化学知识是解答本题的关键，题目难度中等．