Question

工业废水中常含有一定量的Cr₂O，会对人类及生态系统产生很大损害，电解法是一种行之有效的除去铬的方法之一。该法用Fe和石墨作电极电解含Cr₂O的酸性废水，最终将铬转化为Cr(OH)₃沉淀，达到净化目的。某科研小组利用以上方法处理污水，设计了熔融盐电池和污水电解装置如下图所示。

（1）Fe电极为          （填“M”或“N”）；电解时        (填“能”或“不能”)否用Cu电极来代替Fe电极，理由是                                                                 。

（2）阳极附近溶液中，发生反应的离子方程式是                                          ；阴极附近的沉淀有                    。

（3） 图中熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、CH₄为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材料为电极的新型电池。已知，该熔融盐电池的负极的电极反应是CH₄–8e^–+4CO₃^2–==5CO₂+2H₂O，则正极的电极反应式为                                                              。

（4）实验过程中，若电解池阴极材料质量不变，产生4.48L（标准状况）气体时，熔融盐燃料电池消耗CH₄的体积为                     L（标准状况）。

(5)  已知某含Cr₂O的酸性工业废水中铬元素的含量为104.5 mg·L^－1，处理后铬元素最高允许排放浓度为0.5 mg·L^－1。处理该废水1 000 m³并达到排放标准至少消耗铁的质量为      kg。

Answer 1

 (1)M（1分）     不能（1分）  

 因阳极产生的Cu^2＋不能还原Cr₂O₇^2-（2分）。

(2)Cr₂O＋6Fe^2＋＋14H^＋===2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O（2分）  

 有Cr(OH)₃  (1分)  Fe(OH)₃（1分）

(3)O₂+2CO₂+4e^–==2CO₃^2–  （或2O₂+4CO₂+8e^–==4CO₃^2–）   （2分）

(4)1.12（2分）

(5)336 （2分）