Question

工業(yè)上處理含的酸性工業(yè)廢水常用以下方法：①往工業(yè)廢水里加入適量的NaCl，攪拌均勻；②用Fe為電極進行電解，經(jīng)過一段時間有Cr(OH)₃和Fe(OH)₃沉淀產(chǎn)生；③過濾回收沉淀，廢水達到排放標準。試完成下列問題：

（1）電解時的電極反應：陽極__________________，陰極_____________________。

（2）轉變成Cr³⁺的離子反應方程式：_______________________________________。

（3）電解過程Cr(OH)₃、Fe(OH)₃沉淀是怎么產(chǎn)生的？________________________________

_____________________________________________________________________。

（4）能否用Cu電極來代替Fe電極？_______，（填“能”或“不能”），簡述理由____________

_____________________________________________________________________。

Answer 1

(1)Fe-2e^-====Fe²⁺

2H⁺+2e^-====H₂↑

(2)6Fe²⁺++14H⁺====6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O

(3)在陰極反應及與Fe²⁺反應過程中，將消耗大量的H⁺，使溶液pH上升，促使Fe³⁺、Cr³⁺水解并最終轉化為Fe(OH)₃、Cr(OH)₃沉淀

（4）不能  因為陽極產(chǎn)生的Cu²⁺不能使還原到低價

解析：由于Cr（Ⅵ）的化合物毒性遠高于Cr（Ⅲ）化合物，將Cr（Ⅵ）轉化為Cr(Ⅲ)，對廢水進行處理是電化學知識在實際生活中的具體運用。在處理有關問題時，應注意思維的有序性：首先應考慮溶液中，陰陽離子在外電場作用下的定向遷移；然后再考慮陰陽兩極按放電順序可能發(fā)生的電極方程式。陰極：2H⁺+2e^-====H₂↑，陽極：Fe-2e^-====Fe²⁺，產(chǎn)生的Fe²⁺在向陰極遷移的過程中與向陽極遷移的相遇，發(fā)生氧化還原反應：6Fe²⁺++14H⁺====6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O。使轉化為Cr³⁺，同時Fe²⁺也轉化為Fe³⁺，在以上電解的陰極反應及Fe²⁺與的氧化還原反應中都消耗了大量的H⁺，溶液的pH不斷變大，有利于Fe³⁺、Cr³⁺生成相應的Fe(OH)₃、Cr(OH)₃沉淀。若將Fe電極改成為Cu電極，由于產(chǎn)生的Cu²⁺不具有還原性，不能將轉化為毒性較低的Cr³⁺，顯然是不行的。

在實際解題過程中，有許多同學會根據(jù)的氧化性強于H⁺，簡單地將陰極反應當作是得電子，這就會導致以后對試題中相關問題的處理含糊不清。這主要是沒有將電解過程中的幾個不同層次的問題有序地加以分析和處理所致。