Question

工业上为了处理含有Cr₂O₇^2-的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量的NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准．请回答下列问题．
（1）两极发生的电极反应式：阳极：

 

，阴极：

 

．
（2）写出Cr₂O₇^2-变为Cr³⁺的离子方程

 

．
（3）工业废水由酸性变为碱性的原因

 

．
（4）

 

（填“能”或“不能”）改用石墨电极．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）Fe为电极进行电解时，阳极上铁失电子发生氧化反应，阴极上氢离子放电生成氢气，同时阴极附近有氢氧根离子生成；
（2）酸性条件下，Cr₂O₇^2-和亚铁离子发生氧化还原反应，生成铁离子和铬离子；
（3）阴极上及发生氧化还原都消耗氢离子；
（4）如果改用石墨作电极，则阳极不能生成亚铁离子，导致无法生成铬离子．

解答： 解：（1）Fe为电极进行电解时，阳极是活泼电极，则电极本身发生失电子的氧化反应，即Fe-2e^-═Fe²⁺，阴极上氢离子得电子发生还原反应，即2H⁺+2e^-═H₂↑，故答案为：Fe-2e^-═Fe²⁺；2H⁺+2e^-═H₂↑；
（2）Cr₂O₇^2-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⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案为：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
（3）阴极反应消耗H⁺，溶液中的氧化还原反应也消耗H⁺，导致溶液中氢离子浓度降低，从而使溶液pH升高，
故答案为：阴极反应消耗H⁺，溶液中的氧化还原反应也消耗H⁺，使溶液pH升高；
（4）若用石墨做电极，则无法产生还原剂Fe²⁺，从而使Cr₂O₇^2-无法还原为Cr³⁺变成沉淀除去，所以不能用石墨作电极，故答案为：不能．

点评：本题考查了电解池原理的应用，还涉及氧化还原反应等知识点，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，注意：活泼金属作阳极时，阳极上金属失电子而不是溶液中阴离子失电子，为易错点，题目难度中等．