Question

工業(yè)上處理含Cr₂O₇^2-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(jìn)行電解，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間有Cr（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀產(chǎn)生；
③過(guò)濾回收沉淀，廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)．
試回答：
（1）電解時(shí)的電極反應(yīng)：陽(yáng)極

 

，陰極

 

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（2）Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)變成Cr³⁺的離子反應(yīng)方程式：

 

．
（3）電解過(guò)程Cr（OH）₃、Fe（OH）₃沉淀是怎么產(chǎn)生的？

 

．
（4）能否用Cu電極來(lái)代替Fe電極？

 

（填“能”或“不能”），簡(jiǎn)述理由

 

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Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專(zhuān)題：電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）在電解池中，如果陽(yáng)極是活潑電極，則電極本身發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陰極上是陽(yáng)離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，據(jù)此書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)；
（2）Cr₂O₇^2-具有強(qiáng)氧化性，可以將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為2Cr³⁺，據(jù)此書(shū)寫(xiě)方程式；
（3）Fe³⁺、Cr³⁺在水溶液中會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)，當(dāng)溶液的堿性達(dá)到一定程度就會(huì)生成氫氧化物沉淀；
（4）銅失去電子得到的陽(yáng)離子是銅離子，該離子不具有還原性，不能和重鉻酸根之間發(fā)生反應(yīng)．

解答： 解：（1）用Fe為電極進(jìn)行電解，陽(yáng)極是活潑電極，則電極本身發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即Fe-2e^-═Fe²⁺，陰極上是陽(yáng)離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即2H⁺+2e^-═H₂↑，故答案為：Fe-2e^-═Fe²⁺；2H⁺+2e^-═H₂↑；
（2）Cr₂O₇^2-具有強(qiáng)氧化性，可以將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為2Cr³⁺，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-具有強(qiáng)氧化性，可以將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為2Cr³⁺，；
（3）在電解池的陰極發(fā)生反應(yīng)2H⁺+2e^-═H₂↑，Cr₂O₇^2-與Fe²⁺反應(yīng)的過(guò)程中，都將消耗大量的H⁺，使溶液pH上升，促使Fe³⁺、Cr³⁺水解并最終轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃、Cr（OH）₃沉淀，
故答案為：在陰極反應(yīng)及Cr₂O₇^2-與Fe²⁺反應(yīng)的過(guò)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(zhuǎn)化為Fe（OH）₃、Cr（OH）₃沉淀；
（4）若用Cu電極來(lái)代替Fe電極，在陽(yáng)極上銅失去電子得到的陽(yáng)離子是銅離子，該離子不具有還原性，不能和重鉻酸根之間發(fā)生反應(yīng)，
故答案為：不能；因?yàn)殛?yáng)極產(chǎn)生的Cu²⁺不能使Cr₂O₇^2-還原到低價(jià)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生電解池的工作原理以及氧化還原反應(yīng)型離子方程式的書(shū)寫(xiě)方法等知識(shí)，難度不大．