Question

【题目】重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。

I.某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe2+、 Fe3+、 Al3+、 Ca2+和Mg2+等，且酸性较强。为回收利用，通常采用如下流程处理：

注：部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表。

氢氧化物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2	Al(OH)3	Cr(OH)3
pH	3.7	9.6	11.1	8	9(>9溶解)

（1）氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是________(填序号)。

A.Na2O2 B.HNO3 C.FeCl3 D.KMnO4

（2）加入NaOH溶液调整溶液pH＝8时，除去的离子是________(填序号)；已知钠离子交换树脂的原理：Mn++nNaR→MRn+nNa+，此步操作被交换除去的杂质离子是____(填序号)。

A.Fe3+ B.Al3+ C.Ca2+ D.Mg2+

（3）还原过程中，每消耗172.8gCr2O72-转移4.8 mol e-，该反应离子方程式为________。

Ⅱ.酸性条件下，六价铬主要以Cr2O72-形式存在，工业上常用电解法处 理含Cr2O72-的废水。

实验室用如图装置模拟处理含Cr2O72-废水，阳极反应是Fe-2e-=Fe2+，阴极反应式2H++2e-=H2↑随着电解进行，阴极附近pH升高。

（1）电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？____(填“能”或“不能”)， 理由是______________。

（2）电解时阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式为________________。

（3）上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从其对水的电离平衡影响角度解释其原因__________。

（4）若溶液中初始含有0.lmol Cr2O72-，则生成的阳离子全部转化成沉淀的质量是_____g。

Answer 1

【答案】A AB CD 3S2O32-+4Cr2O72-+13H2O==6SO42-+8Cr (OH)3↓+2OH- 不能 因阳极产生的 Cu2+不能使Cr2O72-还原到低价态 Cr2O72-+6Fe2++14H+== 2Cr3++6Fe3++7H2O 水中的H+在阴极区放电，H+浓度减小促使水的电离平衡H2OH++ OH-向右移动，阴极区OH-浓度增大与金属阳离子在阴极区结合而沉淀完全 84.8

【解析】

某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe2+、 Fe3+、 Al3+、 Ca2+和Mg2+等，加H2O2的目的是把Fe2+氧化为Fe3+,同时Cr3+被氧化成Cr2O72-，再加NaOH调节pH得到Cr(OH)(H2O)5SO4.

(1) 加氧化剂的是把Fe2+氧化为Fe3+,同时Cr3+被氧化成Cr2O72-，不能引入新杂质，所以可用Na2O2代替H2O2。答案：A。

（2）加入NaOH溶液调整溶液PH,当pH＝8时，Fe3+、 Al3+都转化为氢氧化物沉淀被除去。已知钠离子交换树脂的原理：Mn++nNaR→MRn+nNa+，此步操作被交换除去的杂质离子是Ca2+ 和.Mg2+。所以答案: AB 、 CD。

（3）每消耗0.8mol Cr2O72-转移4.8mol e-，则1molCr2O72-转移6mol电子，所以生成Cr3+，S2O32-被氧化为SO42-，则反应的离子方程式为：3S2O32-+4Cr2O72-+13H2O==6SO42-+8Cr (OH)3↓+2OH-。

（1）若用Cu电极来代替Fe电极，在阳极上铜失去电子得到的阳离子是铜离子，该离子不具有还原性，不能和重铬酸根之间发生反应，故答案为：不能；因阳极产生的 Cu2+不能使Cr2O72-还原到低价态。

（2）Cr2O72-具有强氧化性，可以将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为2Cr3+，反应的实质是：6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O，故答案为：6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O。

（3）因为水中的H+在阴极区放电，所以H+浓度减小促使水的电离平衡H2OH++ OH-向右移动，阴极区OH-浓度增大与金属阳离子在阴极区结合而沉淀完全。答案_水中的H+在阴极区放电，H+浓度减小促使水的电离平衡H2OH++ OH-向右移动，阴极区OH-浓度增大与金属阳离子在阴极区结合而沉淀完全。

（4）由6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O知若溶液中初始含有0.lmol Cr2O72-，则生成的阳离子Fe3+、Cr3+全部转化成沉淀为Fe(OH)3和 Cr(OH)3，他们的质量是0.6mol107g/mol+0.2103g/mol=84.8g，答案：84.8。