Question

含鉻化合物有毒，對(duì)人畜危害很大．因此含鉻廢水必須進(jìn)行處理才能排放．
已知：Cr³⁺

c(OH-)≤10-6mol?L-1

Cr（OH）₃

c(OH-)≥10-4mol?L-1

CrO₂^-
（1）在含+6價(jià)鉻的廢水中加入一定量的硫酸和硫酸亞鐵，使+6價(jià)鉻還原成+3價(jià)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Cr₂O₇^2-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(jià)鉻的廢水放入電解槽內(nèi)，用鐵作陽(yáng)極，加入適量的氯化鈉進(jìn)行電解．陽(yáng)極區(qū)生成的Fe²⁺和Cr₂O₇^2一發(fā)生反應(yīng)，生成的Fe³⁺和Cr³⁺在陰極區(qū)與OH^一結(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）某化學(xué)興趣小組以含+6價(jià)鉻和+2價(jià)錳的工業(yè)廢水為試樣，研究鐵屑用量和pH值對(duì)廢水中鉻、錳去除率的影響．
①取100mL廢水于250mL三角瓶中，調(diào)節(jié)pH值到規(guī)定值，分別加入不同量的廢鐵屑．得到鐵屑用量對(duì)鉻和錳去除率的影響如圖1所示．則在pH一定時(shí)，廢水中鐵屑用量為

 

時(shí)，錳、鉻去除率最好．
②取100mL廢水于250mL三角瓶中，加入規(guī)定量的鐵粉，調(diào)成不同的pH值．得到pH值對(duì)鉻和錳去除率的影響如圖2所示．則在鐵屑用量一定時(shí)，廢水pH=

 

時(shí)錳、鉻去除率最好．

Answer 1

考點(diǎn)："三廢"處理與環(huán)境保護(hù),電解原理

專題：電化學(xué)專題,元素及其化合物

分析：（1）①二價(jià)鐵離子有還原性，Cr₂O₇^2-有強(qiáng)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(shí)，Cr（OH）₃轉(zhuǎn)變成CrO₂^-；
（2）①陰極上水中的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(qiáng)電解質(zhì)能增強(qiáng)水的導(dǎo)電性；
（3）根據(jù)圖可知，當(dāng)兩種離子的去除率都較大時(shí)所對(duì)應(yīng)的PH值和百分量即是；

解答： 解：（1）二價(jià)鐵離子有還原性，Cr₂O₇^2-有強(qiáng)氧化性，二者能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，二價(jià)鐵離子被氧化成三價(jià)鐵離子，Cr₂O₇^2-被還原為Cr³⁺，反應(yīng)方程式為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+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(shí)，Cr（OH）₃轉(zhuǎn)變成CrO₂^-，發(fā)生Cr（OH）₃+OH^-═CrO₂^-+2H₂O，
故答案為：Cr（OH）₃+OH^-═CrO₂^-+2H₂O；
（2）①將含+6價(jià)鉻的廢水放入電解槽內(nèi)，用鐵作陽(yáng)極，加入適量的氯化鈉進(jìn)行電解，陽(yáng)極上鐵失電子生成二價(jià)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(qiáng)電解質(zhì)，在水中能完全電離導(dǎo)致溶液陰陽(yáng)離子濃度增大，所以能增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性，
故答案為：增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性；
（3）①根據(jù)圖1知，當(dāng)鐵用量逐漸增大時(shí)，離子的去除率先增大后減小，當(dāng)廢水中鐵屑用量為15%時(shí)錳、鉻去除率最好；
故答案為：15%； 
②根據(jù)圖2知，當(dāng)溶液的PH值逐漸增大時(shí)，錳離子的去除率先減小后增大，鉻的去除率先增大后減小，當(dāng)PH=4時(shí)錳、鉻去除率最好；
故答案為：4；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了氧化還原反應(yīng)離子方程式的書寫、電極反應(yīng)式的書寫、讀圖解題等內(nèi)容，注意氧化還原反應(yīng)中利用得失電子守候配平方程，注意圖象中曲線的意義，題目難度中等．