Question

【题目】铬是常见的过渡金属之一,研究铬的性质具有重要意义。

（1）在上图装置中，观察到装置甲铜电极上产生大量的无色气体；而装置乙中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量红棕色气体。由此可得到的结论_______________。

（2）工业上使用下图装置，采用石墨作电极电解Na2CrO4溶液，使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,其转化原理为_____。

（3）CrO3和K2Cr2O7均易溶于水，它们是工业废水造成铬污染的主要原因。要将Cr(VI)转化为Cr(III)常见的处理方法是电解法和铁氧磁体法。

①电解法：将含Cr2O72-的废水通入电解槽内，用铁作阳极，在酸性环境中，加入适量的NaC1进行电解，使阳极生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应，其离子方程式为___________。阴极上Cr2O72-、H+、Fe3+都可能放电。若Cr2O72-放电，则阴极的电极反应式为_________；若H+放电，则阴极区形成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀。

②铁氧磁体法：在含Cr(VI)的废水中加入绿矾，在pH＜4时发生反应使Cr(VI)转化为Cr(III),调节溶液pH为6～8，使溶液中的Fe(I)、Fe(Ⅱ)、Cr(III)析出组成相当于Fe(Ⅱ)[Fe(III)x·Cr (III)2-x]O4(铁氧磁体 的沉淀，则铁氧磁体中x=_________。

Answer 1

【答案】由装置甲知铬的金属活动性比铜强；由装置乙知常温下铬在浓硝酸中钝化 阳极4OH-－4e－＝O2↑＋2H2O，使c(H+)增大，从而导致2CrO42-+2H+＝Cr2O72-+H2O反应发生 Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O Cr2O72-+6e-+14H+＝2Cr3++7H2O 1.5

【解析】

（1）原电池中，负极上是失电子的氧化反应，装置甲铜电极上产生大量的无色气体，说明金属铜是正极；装置乙中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量红棕色气体二氧化氮产生，则金属铬是正极；

（2）电解池中阳极是溶液中氢氧根离子失电子生成氧气，溶液酸性增强，据此解答；

（3）①重铬酸根离子具有强的氧化性，可以将亚铁离子氧化，发生氧化还原反应；根据电荷和原子守恒书写阴极电极反应式；

②根据①的反应中铁离子与铬离子的物质的量之比列式计算铁氧磁体中x。

（1）原电池中，负极上是失电子的氧化反应，装置甲铜电极上产生大量的无色气体，说明金属铜是正极；装置乙中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量红棕色气体二氧化氮产生，是硝酸得到电子产生的二氧化氮，发生还原反应的电极是正极，则金属铬是正极，由此可得到的结论是：由装置甲知铬的金属活动性比铜强，由装置乙知常温下铬在浓硝酸中钝化；

（2）石墨电极电解Na2CrO4溶液，实现了Na2CrO4到Na2Cr2O7的转化，这是由于电解池中阳极是溶液中氢氧根离子失电子生成氧气：4OH-－4e－＝O2↑＋2H2O，溶液酸性增强，使c(H+)增大，从而导致2CrO42-+2H+＝Cr2O72-+H2O反应发生，所以实现了Na2CrO4到Na2Cr2O7的转化；

（3）①重铬酸根离子具有强的氧化性，可以将亚铁离子氧化，发生氧化还原反应，根据电子得失守恒、原子守恒和电荷守恒可知反应的离子方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O；在阴极上是溶液中的离子发生得电子的还原反应，若Cr2O72-放电，则阴极的电极反应式为Cr2O72-+6e-+14H+＝2Cr3++7H2O；

②根据反应Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O可知Cr3+和Fe3+的物质的量之比为1：3，则：(2x)/x=1：3，解得x=1.5.