Question

含鉻化合物有毒，對人畜危害很大．因此含鉻廢水必須進行處理才能排放．
已知：
（1）在含+6價鉻的廢水中加入一定量的硫酸和硫酸亞鐵，使+6價鉻還原成+3價鉻；再調(diào)節(jié)溶液pH在6～8之間，使Fe³⁺和Cr³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃、Cr（OH）₃沉淀而除去．
①寫出Cr₂O

2- 7

與FeSO₄溶液在酸性條件下反應(yīng)的離子方程式：

 

．
②用離子方程式表示溶液pH不能超過10的原因：

 

．
（2）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Cr₂O

2- 7

發(fā)生反應(yīng)，生成的Fe³⁺和Cr³⁺在陰極區(qū)與OH^-結(jié)合成氫氧化物沉淀而除去．
①寫出陰極的電極反應(yīng)式：

 

．
②電解法中加入氯化鈉的作用是

 

．
（3）鉻化學(xué)豐富多彩，由于鉻光澤度好，常將鉻鍍在其他金屬表面，同鐵、鎳組成各種性能的不銹鋼，CrO₃大量地用于電鍍工業(yè)中．
①CrO₃具有強氧化性，遇到有機物（如酒精）時，猛烈反應(yīng)以至著火，若該過程中乙醇被氧化成乙酸，CrO₃被還原成綠色的硫酸鉻[Cr₂（SO₄）₃]．則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
②CrO₃的熱穩(wěn)定性較差，加熱時逐步分解，其固體殘留率隨溫度的變化如圖所示，則B點時剩余固體的成分是

 

（填化學(xué)式）．

Answer 1

分析：（1）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(yīng)，根據(jù)電子得失配平；
②由題意可知，當(dāng)pH超過10即c（OH^-）≥10^-4mol?L^-1時，Cr（OH）₃轉(zhuǎn)變成CrO₂^-，
（2）①陰極上氫離子放電生成氫氣；
②水是弱電解質(zhì)，導(dǎo)電性能較差，氯化鈉是強電解質(zhì)能增強水的導(dǎo)電性；
（3）①根據(jù)化合價升降總數(shù)相等以及原子守恒來解答；
②根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在變化過程中，Co的質(zhì)量沒有變，求出氧原子和鉻原子的個數(shù)比即可；

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(yīng)，二價鐵離子被氧化成三價鐵離子，Cr₂O₇^2-被還原為Cr³⁺，反應(yīng)方程式為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2 Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
②由題意可知，當(dāng)pH超過10即c（OH^-）≥10^-4mol?L^-1時，Cr（OH）₃轉(zhuǎn)變成CrO₂^-：Cr（OH）₃+OH^-═CrO₂^-+2H₂O，
故答案為：Cr（OH）₃+OH^-═CrO₂^-+2H₂O；
（2）①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(yīng)式為：2H⁺+2e^-═H₂↑或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，
故答案為：2H⁺+2e^-═H₂↑或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-；
②水是弱電解質(zhì)，所以蒸餾水的導(dǎo)電能力很小，氯化鈉是強電解質(zhì)，在水中能完全電離導(dǎo)致溶液陰陽離子濃度增大，所以能增強溶液導(dǎo)電性，故答案為：增強溶液導(dǎo)電性．
（3）①CrO₃具有強氧化性，遇到有機物（如酒精）時，乙醇被氧化成乙酸，碳的平均化合價從-2價升高到0，1個乙醇化合價變化4，CrO₃被還原成綠色的硫酸鉻[Cr₂（SO₄）₃]，鉻的化合價從+6價降低到+3價，1個CrO₃化合價變化3，兩者的最小公倍數(shù)是12，再根據(jù)原子守恒得：4CrO₃+3C₂H₅OH+6H₂SO₄=2Cr₂（SO₄）₃+3CH₃CO0H+9H₂O，
故答案為：4CrO₃+3C₂H₅OH+6H₂SO₄=2Cr₂（SO₄）₃+3CH₃CO0H+9H₂O；
②設(shè)CrO₃的質(zhì)量為100g，則CrO₃中鉻元素的質(zhì)量為：100g×

52

52+16×3

=52g，B點時固體的質(zhì)量為：100g×76%=76g，Co的質(zhì)量沒有變，所以生成物中Co的質(zhì)量為52g，氧元素的質(zhì)量為16，兩者的個數(shù)比為

52

52

：

24

16

=2：3，所以B點時剩余固體的成分是Cr₂O₃，故答案為：Cr₂O₃．

點評：本題考查了離子方程式和電極反應(yīng)式的書寫，難度不大，注意（3）②題中，在變化過程中，Co的質(zhì)量沒有變，是解題的關(guān)鍵．