Question

制革工業(yè)會(huì)產(chǎn)生含有Cr元素的污泥和廢水，應(yīng)予處理和回收與再利用．
Ⅰ：某工廠對(duì)制革工業(yè)污泥中Cr（Ⅲ）回收與再利用工藝如下（硫酸浸取液中金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）：

部分陽(yáng)離子常溫下以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表：

陽(yáng)離子	Fe3+	Fe2+	Mg2+	Al3+	Cu2+	Cr3+
開始沉淀時(shí)的pH	1.9	7.0	--	--	4.7	--
沉淀完全時(shí)的pH	3.2	9.0	11.1	8	6.7	9 （＞9溶解）

（1）實(shí)驗(yàn)室用18.4mol?L^-1的濃硫酸配制250mL 4.8mol?L^-1的硫酸溶液，所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒和吸量管（一種能精確量取一定體積液體的儀器）外，還需

 

．
（2）酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施是

 

（至少答兩點(diǎn)）．
（3）加入H₂O₂的作用是

 

．調(diào)節(jié)溶液的pH=8是為了除去

 

離子．
Ⅱ：用電解法可以處理工業(yè)廢水中的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-．
（4）用Fe做電極，電解含Cr₂O₇^2-的酸性廢水，隨著電解進(jìn)行，陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr（OH）₃沉淀．陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為

 

．在陰極附近溶液pH升高的原因是（用電極反應(yīng)方程式解釋）

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,電解原理

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：Ⅰ．（1）配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液所需的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、吸量管、容量瓶和膠頭滴管；
（2）升高溫度、增大物質(zhì)溶解度、增大接觸面積或加快攪拌速度等均可增大速率；
（3）根據(jù)雙氧水的性質(zhì)分析，雙氧水有強(qiáng)氧化性，能氧化還原性的物質(zhì)；硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺，加入NaOH溶液使溶液呈堿性，F(xiàn)e³⁺、Al³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀除去；
Ⅱ．用Fe做電極進(jìn)行電解，陽(yáng)極發(fā)生Fe-2e^-=Fe²⁺，生成的亞鐵離子與Cr₂O₇^2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)被還原為Cr³⁺然后生成Cr（OH）₃沉淀除去，陰極氫離子得電子．

解答： 解：Ⅰ（1）配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液所需的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、吸量管、容量瓶和膠頭滴管；
故答案為：250mL容量瓶、膠頭滴管；
（2）酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施是：增加浸取時(shí)間、不斷攪拌混合物、濾渣多次浸取等，
故答案為：升高反應(yīng)溫度、攪拌（或增加浸取時(shí)間、濾渣多次浸取等）；
（3）雙氧水有強(qiáng)氧化性，能氧化還原性的物質(zhì)，F(xiàn)e²⁺和Cr³⁺有還原性，F(xiàn)e²⁺和Cr³⁺能被雙氧水氧化為高價(jià)離子，以便于與雜質(zhì)離子分離；
硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺，加入NaOH溶液使溶液呈堿性，溶液PH=8，F(xiàn)e³⁺、Al³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀除去；
故答案為：氧化+3價(jià)Cr使之轉(zhuǎn)變成+6價(jià)Cr（或Cr₂O₇^2-），以便于與雜質(zhì)離子分離；Fe³⁺和Al³⁺；
Ⅱ：Fe為陽(yáng)極，F(xiàn)e失電子生成亞鐵離子，則陽(yáng)極反應(yīng)為Fe-2e^-=Fe²⁺，溶液中氫離子在陰極放電生成氫氣，則陰極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂ ↑；
故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；2H⁺+2e^-=H₂ ↑．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了了分離提純方法和基本操作的綜合應(yīng)用，題目涉及溶液配制、影響速率的因素、物質(zhì)的分離、電解原理的應(yīng)用等，題目難度較大，注意會(huì)運(yùn)用溶液的pH值對(duì)溶液中的離子進(jìn)行分離，熟悉發(fā)生的電極反應(yīng)及常見實(shí)驗(yàn)操作即可解答．