【題目】污水處理是保護環(huán)境的需要,是每家企業(yè)應盡的義務。

已知Cr(OH)3在堿性較強的溶液中將生成[Cr(OH)4]-,鉻的化合物有毒,由于+6價鉻的強氧化性,其毒性是+3價鉻毒性的100倍。因此,必須對含鉻的廢水進行處理,可采用以下兩種方法。

1)還原法:在酸性介質(zhì)中用FeSO4等將+6價鉻還原成+3價鉻。

具體流程如下:

有關離子完全沉淀的pH如下表:

有關離子

Fe2+

Fe3+

Cr3+

完全沉淀為對應氫氧化物的pH

9.0

3.2

5.6

①寫出Cr2O72-FeSO4溶液在酸性條件下反應的離子方程式_____

②還原+6價鉻還可選用以下的試劑_____(填序號)。

A.明礬 B.鐵屑 C.生石灰 D.亞硫酸氫鈉

③在含鉻廢水中加入FeSO4,再調(diào)節(jié)pH,使Fe3+Cr3+產(chǎn)生氫氧化物沉淀。

在操作②中調(diào)節(jié)pH應分2次進行,第1次應先調(diào)節(jié)溶液的pH范圍約在____(填序號)最佳,第2次應調(diào)節(jié)溶液的pH范圍約在____(填序號)最佳。

A34 B68 C1011 D1214

用于調(diào)節(jié)溶液pH的最佳試劑為:____(填序號);

ANa2O2 BBa(OH)2 CCa(OH)2 DNaOH

2)電解法: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+Cr2O72-發(fā)生反應,生成的Fe3+Cr3+在陰極區(qū)與OH-結合生成Fe(OH)3Cr(OH)3沉淀除去。

④寫出陰極的電極反應式_____。

⑤電解法中加入氯化鈉的作用是_____

【答案】CrO72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O BD A B D 2H++2e-=H22H2O+2e-=H2↑+2OH- 增強溶液導電性或鹽析

【解析】

(1)利用Fe2+還原Cr2O72-時,在酸性條件下,Cr2O72-被還原為Cr3+,Fe2+被氧化為Fe3+

通過調(diào)節(jié)pHCr3+轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3沉淀時,Fe3+也會生成Fe(OH)3沉淀,所以調(diào)節(jié)pH應分兩次進行,一次讓Fe3+生成Fe(OH)3沉淀,一次讓Cr3+生成Cr(OH)3沉淀,為達此目的,需嚴格控制溶液的pH變化;調(diào)節(jié)pH時,所加試劑應不影響實驗結果。

(2)利用電解法還原Cr2O72-,實質(zhì)上也是利用Fe2+還原Cr2O72-,則陽極需提供Fe2+,陰極需提供OH-,在陽極區(qū)Cr2O72-被還原為Cr3+,在陰極區(qū)Cr3+生成Cr(OH)3沉淀。

(1) FeSO4能將+6價鉻還原成+3價鉻,則Cr2O72-FeSO4在酸性條件下反應的離子方程式為CrO72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。答案為:CrO72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;

A.明礬沒有還原性,不能還原+6價鉻,A不合題意;

B.鐵屑先與酸反應生成Fe2+,Fe2+再還原+6價鉻,B符合題意;

C.生石灰顯堿性,但沒有還原性,不能還原+6價鉻,C不合題意;

D.亞硫酸氫鈉具有較強的還原性,能還原+6價鉻,D符合題意。答案為:BD

③操作②中調(diào)節(jié)pH應分2次進行,第1次是將Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀,但Cr3+不生成沉淀,所以應先調(diào)節(jié)溶液的pH范圍約在A,第2次應調(diào)節(jié)溶液的pH范圍約在B最佳。

用于調(diào)節(jié)溶液pH的最佳試劑的選擇:

ANa2O2,具有強氧化性,可能會將Cr3+氧化為Cr2O72-,A不合題意;

BBa(OH)2,能與SO42-反應生成BaSO4沉淀,混在Cr(OH)3沉淀中,B不合題意;

CCa(OH)2,能與SO42-反應生成CaSO4沉淀,混在Cr(OH)3沉淀中,C不合題意;

DNaOH,能將Fe3+Cr3+分批次轉(zhuǎn)化為沉淀,D符合題意;故選D。

答案為:A;B;D;

(2)④陰極H2O得電子,生成OH-,電極反應式為2H++2e-=H22H2O+2e-=H2↑+2OH-。答案為:2H++2e-=H22H2O+2e-=H2↑+2OH-;

⑤電解法中加入氯化鈉,雖然沒有參加反應,但使溶液易于導電,其作用是增強溶液導電性或鹽析。答案為:增強溶液導電性或鹽析。

練習冊系列答案
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t/K

298

398

498

K/(mol·L1)2

4.1×106

K1

K2

①比較K1、K2的大。K1___________ K2(“>”、“=”“<”)

②判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是____________(填序號)。

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