Question

已知Cr（OH）₃在堿性較強的溶液中將生成[Cr（OH）₄]^-，鉻的化合物有毒，由于+6價鉻的強氧化性，其毒性是+3價鉻毒性的100倍．因此，必須對含鉻的廢水進行處理，可采用以下兩種方法：
★還原法：在酸性介質(zhì)中用FeSO₄等將+6價鉻還原成+3價鉻．
具體流程如下：

有關(guān)離子完全沉淀的pH如下表：

有關(guān)離子	Fe2+	Fe3+	Cr3+
完全沉淀為對應氫氧化物的pH	9.0	3.2	5.6

（1）寫出Cr₂與FeSO₄溶液在酸性條件下反應的離子方程式______．
（2）還原+6價鉻還可選用以下的______試劑（填序號）．
A．明礬  B．鐵屑  C．生石灰  D．亞硫酸氫鈉
（3）在含鉻廢水中加入FeSO₄，再調(diào)節(jié)pH，使Fe³⁺和Cr³⁺產(chǎn)生氫氧化物沉淀．則在操作②中可用于調(diào)節(jié)溶液pH的試劑為______（填序號）．
A．Na₂O₂  B．Ba（OH）₂  C．Ca（OH）₂  D．NaOH
此時調(diào)節(jié)溶液的pH在______（填序號）范圍最佳．
A.3～4  B.6～8  C.10～11  D.12～14
★電解法：將含+6價鉻的廢水放入電解槽內(nèi)，用鐵作陽極，加入適量的氯化鈉進行電解．陽極區(qū)生成的Fe²⁺和Cr₂發(fā)生反應，生成的Fe³⁺和Cr³⁺在陰極區(qū)與OH^-結(jié)合生成Fe（OH）₃和Cr（OH）₃沉淀除去．
（4）寫出陰極的電極反應式______．
（5）電解法中加入氯化鈉的作用是______．
（6）若外接電源為熔融碳酸鹽燃料電池，其工作原理示意圖如圖，則熔融碳酸鹽燃料電池的正極反應可表示為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）二價鐵離子有還原性，Cr₂O₇^2-有強氧化性，二者能發(fā)生氧化還原反應．
（2）還原+6價鉻應選用還原劑，且不能引進新的雜質(zhì)．
（3）根據(jù)各種堿的性質(zhì)分析判斷，過氧化鈉有強氧化性，鋇離子和硫酸根離子能生成沉淀；根據(jù)完全沉淀對應氫氧化物的PH值判斷，溶液的PH值應大于該數(shù)值．
（4）陰極上氫離子放電生成氫氣．
（5）水是弱電解質(zhì)，導電性能較差，氯化鈉是強電解質(zhì)能增強水的導電性．
（6）正極上得電子發(fā)生還原反應．
解答：解：（1）二價鐵離子有還原性，Cr₂O₇^2-有強氧化性，二者能發(fā)生氧化還原反應，二價鐵離子被氧化成三價鐵離子，
Cr₂O₇^2-被還原為Cr³⁺，反應方程式為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2 Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2 Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
（2）能還原+6價鉻，說明加入的物質(zhì)有還原性，且不能引進新的雜質(zhì)離子．
A．明礬沒有還原性，故錯誤．
B．鐵屑能還原+6價鉻，同時本身被氧化成三價鐵離子，故正確．
C．生石灰沒有還原性，故錯誤．
D．亞硫酸氫鈉能還原+6價鉻，同時本身被氧化成硫酸根離子，故正確．
故答案為：BD．
（3）A．Na₂O₂ 有強氧化性，能把Cr^3+_氧化成Cr⁶⁺，從而得不到Cr（OH）₃，故錯誤．
 B．Ba（OH）₂ 和硫酸根離子能產(chǎn)生硫酸鋇沉淀，生成雜質(zhì)，故錯誤．
 C．Ca（OH）₂ 和 D．NaOH使Fe³⁺和Cr³⁺產(chǎn)生氫氧化物沉淀，且沒有其它沉淀雜質(zhì)生成，故正確．．
在含鉻廢水中加入FeSO₄，再調(diào)節(jié)pH，使Fe³⁺和Cr³⁺產(chǎn)生氫氧化物沉淀，且沒有氫氧化亞鐵沉淀，所以溶液的PH應大于5.6小于9，所以B正確．
故答案為：CD； B．
（4）將含+6價鉻的廢水放入電解槽內(nèi)，用鐵作陽極，加入適量的氯化鈉進行電解，陽極上鐵失電子生成二價鐵離子，陰極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應式為2H⁺+2e^-═H₂↑或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-．
故答案為：2H⁺+2e^-═H₂↑或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-．
（5）水是弱電解質(zhì)，所以蒸餾水的導電能力很小，氯化鈉是強電解質(zhì)，在水中能完全電離導致溶液陰陽離子濃度增大，所以能增強溶液導電性．
故答案為：增強溶液導電性．
（6）正極上氧氣得電子和二氧化碳反應生成碳酸根離子，電極反應式為O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-．
故答案為：O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-．
點評：本題考查了離子方程式和電極反應式的書寫，難度不大，注意（6）題中，根據(jù)圖片判斷正負極上發(fā)生反應的物質(zhì)及電極反應式的書寫，為易錯點．