Question

【题目】元素铬及其化合物工业用途广泛，但含+6价铬的污水会损害环境，必须进行处理。某工厂的处理工艺流程如下：

（1）N2H4的电子式为___________。

（2）下列溶液中，可以代替上述流程中N2H4的是___________。(填选项序号）

A．FeSO4溶液 B．浓HNO3溶液 C．酸性KMnO4溶液 D．Na2SO3溶液

（3）已知加入N2H4的流程中，N2H4转化为无污染的物质，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。

（4）在实际的含铬废水处理中，还可采用直接沉淀的方法，处理成本较低。

①已知含铬酸性废水中存在着Cr2O72-和CrO42-相互转化的平衡，请用离子方程式表示它们之间的转化反应___________；

②在实际工业生产中，加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH，这样有利于沉淀的生成，则生成的沉淀为____________写化学式）。

（5）工业上可用电解法来处理含Cr2O的酸性废水。具体方法是首先通过电解制得还原剂，然后还原剂将Cr2O还原为Cr3+，最终转化成Cr(OH)3沉淀而除去。如图为电解装置示意图(电极材料分别为铁和石墨)。

①装置中b电极的材料是________(填“铁”或“石墨”)。

②上述处理过程中，Cr2O被还原成Cr3+的离子方程式为_______________________。

Answer 1

【答案】 AD 2∶3 Cr2O72-+H2O22CrO42-+2H+ BaCrO4 铁 Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

【解析】（1）氨分子中氢原子被氨基（-NH2）取代后的生成物叫肼，分子中全部为单键，电子式为：，故答案为：；

（2）Cr2O72-中Cr的化合价为+6价，在N2H4的作用下生成Cr3+，Cr元素的化合价降低，被还原，故N2H4作还原剂。A．FeSO4济液具有还原性，可作还原剂，故A正确；B．浓HNO3溶液具有氧化性，可作氧化剂，故B错误；C．甲酸性KMnO4溶液具有氧化性，可作氧化剂，故C错误；D．Na2SO3溶液具有还原性，可作还原剂，故D正确；故答案为：AD；

（3）发生的离子方程式为2 Cr2O72-+3N2H4+16H+=4Cr3++3N2+14H2O，Cr2O72-中Cr的化合价为+6价，在N2H4的作用下生成Cr3+，Cr元素的化合价降低，被还原，故N2H4作还原剂，Cr2O72-作氧化剂，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：3，故答案为：2：3；

（4）①Cr2O72-和CrO42-在溶液中可相互转化，反应的离子方程式为Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+，故答案为：Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+；

②含铬废水中存在着平衡：Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+．在实际工业生产中，加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH，这样有利于沉淀的生成，氢氧根离子和氢离子反应生成水，促使平衡正向进行，有利于铬元素转化为铬酸钡沉淀，则生成沉淀的化学式为BaCrO4，故答案为：BaCrO4。

（5）①Cr2O72-具有强氧化性，将Cr2O72-转化成Cr（OH）3沉淀需要还原剂，Fe作阳极，该电极上Fe失电子生成Fe2+，Fe2+具有还原性，能还原将Cr2O72-转化成Cr3+，同时自身被还原生成Fe3+，所以a电极材料是石墨、b电极材料是Fe，故答案为：铁；

②b电极上Fe失电子生成Fe2+，亚铁离子具有还原性，b电极附近Fe2+和Cr2O72-发生氧化还原反应Cr3+、Fe3+，同时有水生成，Cr元素化合价由+6价变为+3价、Fe元素化合价由+2价变为+3价，转移电子数为6，结合电荷守恒、原子守恒配平方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，故答案为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。