Question

【題目】污水處理是保護(hù)環(huán)境的需要，是每家企業(yè)應(yīng)盡的義務(wù)。

已知Cr(OH)3在堿性較強(qiáng)的溶液中將生成[Cr(OH)4]-，鉻的化合物有毒，由于+6價(jià)鉻的強(qiáng)氧化性，其毒性是+3價(jià)鉻毒性的100倍。因此，必須對(duì)含鉻的廢水進(jìn)行處理，可采用以下兩種方法。

（1）還原法：在酸性介質(zhì)中用FeSO4等將+6價(jià)鉻還原成+3價(jià)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(duì)應(yīng)氫氧化物的pH	9.0	3.2	5.6

①寫出Cr2O72-與FeSO4溶液在酸性條件下反應(yīng)的離子方程式_____。

②還原+6價(jià)鉻還可選用以下的試劑_____（填序號(hào)）。

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。

在操作②中調(diào)節(jié)pH應(yīng)分2次進(jìn)行，第1次應(yīng)先調(diào)節(jié)溶液的pH范圍約在____（填序號(hào)）最佳，第2次應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH范圍約在____（填序號(hào)）最佳。

A．3～4 B．6～8 C．10～11 D．12～14

用于調(diào)節(jié)溶液pH的最佳試劑為：____（填序號(hào)）；

A．Na2O2 B．Ba(OH)2 C．Ca(OH)2 D．NaOH

（2）電解法：將含+6價(jià)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(jìn)行電解。陽極區(qū)生成的Fe2+和Cr2O72-發(fā)生反應(yīng)，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(yīng)式_____。

⑤電解法中加入氯化鈉的作用是_____。

Answer 1

【答案】CrO72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O BD A B D 2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH- 增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性或鹽析

【解析】

(1)利用Fe2+還原Cr2O72-時(shí)，在酸性條件下，Cr2O72-被還原為Cr3+，Fe2+被氧化為Fe3+；

通過調(diào)節(jié)pH將Cr3+轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3沉淀時(shí)，Fe3+也會(huì)生成Fe(OH)3沉淀，所以調(diào)節(jié)pH應(yīng)分兩次進(jìn)行，一次讓Fe3+生成Fe(OH)3沉淀，一次讓Cr3+生成Cr(OH)3沉淀，為達(dá)此目的，需嚴(yán)格控制溶液的pH變化；調(diào)節(jié)pH時(shí)，所加試劑應(yīng)不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

(2)利用電解法還原Cr2O72-，實(shí)質(zhì)上也是利用Fe2+還原Cr2O72-，則陽極需提供Fe2+，陰極需提供OH-，在陽極區(qū)Cr2O72-被還原為Cr3+，在陰極區(qū)Cr3+生成Cr(OH)3沉淀。

(1) FeSO4能將+6價(jià)鉻還原成+3價(jià)鉻，則Cr2O72-與FeSO4在酸性條件下反應(yīng)的離子方程式為CrO72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。答案為：CrO72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；

②A．明礬沒有還原性，不能還原+6價(jià)鉻，A不合題意；

B．鐵屑先與酸反應(yīng)生成Fe2+，Fe2+再還原+6價(jià)鉻，B符合題意；

C．生石灰顯堿性，但沒有還原性，不能還原+6價(jià)鉻，C不合題意；

D．亞硫酸氫鈉具有較強(qiáng)的還原性，能還原+6價(jià)鉻，D符合題意。答案為：BD；

③操作②中調(diào)節(jié)pH應(yīng)分2次進(jìn)行，第1次是將Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀，但Cr3+不生成沉淀，所以應(yīng)先調(diào)節(jié)溶液的pH范圍約在A，第2次應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH范圍約在B最佳。

用于調(diào)節(jié)溶液pH的最佳試劑的選擇：

A．Na2O2，具有強(qiáng)氧化性，可能會(huì)將Cr3+氧化為Cr2O72-，A不合題意；

B．Ba(OH)2，能與SO42-反應(yīng)生成BaSO4沉淀，混在Cr(OH)3沉淀中，B不合題意；

C．Ca(OH)2，能與SO42-反應(yīng)生成CaSO4沉淀，混在Cr(OH)3沉淀中，C不合題意；

D．NaOH，能將Fe3+、Cr3+分批次轉(zhuǎn)化為沉淀，D符合題意；故選D。

答案為：A；B；D；

(2)④陰極H2O得電子，生成OH-，電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-。答案為：2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-；

⑤電解法中加入氯化鈉，雖然沒有參加反應(yīng)，但使溶液易于導(dǎo)電，其作用是增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性或鹽析。答案為：增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性或鹽析。