Question

+6價的鉻易被人體吸收，可致癌，對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害，+3價鉻不易被人體吸收，毒性�。�某工廠排出的廢水中含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，必須進行處理．其常用的處理有兩種：還原沉淀法和電解法．
I、還原沉淀法：該法的工藝流程為：CrO₄^2-

H+

①轉化

Cr₂O₇^2-

Fe2+

②還原

Cr³⁺

OH-

③沉淀

Cr（OH）₃↓   
（1）第①步常用增加H⁺濃度的方法來提高CrO₄^2-的轉化率，請寫出第①步轉化的離子方程式：

 

，轉化后溶液呈

 

色．
（2）寫出第②步中反應的離子方程式

 

；
第②步中，當反應轉移2mol電子時，需要消耗

 

g的綠礬（FeSO₄?7H₂O）．
II、電解法：該法用鐵和石墨作電極電解含Cr₂O₇^2-的酸性廢水，最終將鉻轉化為Cr（OH）₃．
（3）電解時，鐵作

 

極．
（4）陰極附近的沉淀的是

 

．

Answer 1

考點：物質的分離、提純的基本方法選擇與應用,電解原理

專題：實驗設計題,元素及其化合物

分析：（1）第①步轉化中，發(fā)生CrO₄^2-轉化為Cr₂O₇^2-的離子反應，由黃色變?yōu)槌壬��?br />（2）第②步發(fā)生氧化還原反應，F(xiàn)e元素的化合價升高，Cr元素的化合價降低，結合電子守恒、電荷守恒分析；由反應可知，轉移1mol電子消耗1mol亞鐵離子，以此計算；
（3）用鐵和石墨作電極電解含Cr₂O₇^2-的酸性廢水，最終將鉻轉化為Cr（OH）₃，則Fe在陽極失去電子轉化為亞鐵離子；
（4）由鉻轉化為Cr（OH）₃，及電解生成的亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應生成鐵離子分析．

解答： 解：（1）第①步轉化中，發(fā)生CrO₄^2-轉化為Cr₂O₇^2-的離子反應，離子反應為2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，由黃色變?yōu)槌壬��?br />故答案為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；橙；
（2）第②步發(fā)生氧化還原反應，F(xiàn)e元素的化合價升高，Cr元素的化合價降低，由電子守恒、電荷守恒可知離子反應為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；由反應可知，轉移1mol電子消耗1mol亞鐵離子，當反應轉移2mol電子時，需要消耗2molFeSO₄?7H₂O，則綠礬的質量為2mol×278g/mol=556g，
故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；556；
（3）用鐵和石墨作電極電解含Cr₂O₇^2-的酸性廢水，最終將鉻轉化為Cr（OH）₃，則Fe在陽極失去電子轉化為亞鐵離子，則Fe與電源正極相連作陽極，故答案為：陽；
（4）由鉻轉化為Cr（OH）₃，及電解生成的亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應生成鐵離子，在陰極結合氫氧根離子生成沉淀，則陰極附近的沉淀是Cr（OH）₃、Fe（OH）₃，故答案為：Cr（OH）₃、Fe（OH）₃．

點評：本題考查混合物分離提純方法的選擇和應用，為高頻考點，把握氧化還原反應、電解原理為解答的關鍵，側重分析與遷移應用能力的考查，題目難度中等．