Question

工业含铬（Cr）废水的处理原理是将Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺，再将Cr³⁺转化为沉淀．废水pH与Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺的关系如图1，实验室模拟工业电解法处理含铬废水的装置如图2：

请根据以上知识回答下列问题：
（1）含铬废水预处理的方法是

调节pH为1左右

．
（2）在图2中连接铁棒的一极是电源的

正

极．
（3）实验中除能观察到废水颜色发生变化外，还能观察到的现象是

阴极区产生沉淀

．
表一：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cr（OH）3	Al（OH）3
开始沉淀	2.7	7.5	4.3	3.4
完全沉淀	4.1	9.7	5.6	5.2

（4）当废水颜色不再发生明显变化时，切断电源，取出电极，再调节电解液的pH至8左右．调节pH的目的是

使溶液中的Fe³⁺、Cr³⁺全部转化为氢氧化物沉淀

．
（5）含铬废水国家排放标准为

+6

Cr

含量≤0.1000mg/L．取上述电解后的废水200.00mL，调节pH=1后置于锥形瓶中，用浓度为0.0001mol/L的KI溶液滴定，至滴定终点时，用去KI溶液9.00mL．已知酸性条件下，I^-被Cr₂O₇^2-氧化的产物为I₂．用计算所得数据说明上述电解法处理后的废水是否符合国家排放标准

符合

．

Answer 1

分析：（1）根据废水pH与Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺的关系图1分析；
（2）在电解池中，阳极是活泼金属电极时，则电极本身失去电子，以此来解答；
（3）阴极上是电解质中阳离子得电子的反应，重铬酸根离子具有强氧化性，亚铁离子具有还原性，生成Fe3⁺，Cr³⁺，Fe³⁺、Cr³⁺转化为氢氧化物沉淀；
（4）根据Cr（OH）₃、Fe（OH）₃沉淀的PH值进行解答；
（5）根据Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O计算；

解答：解：（1）根据废水pH与Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺的关系图1可知：当pH为1时，Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺的转化率接近100%，
故答案为：调节pH为1左右；
（2）亚铁离子与Cr₂O₇^2-发生氧化还原反应被还原为Cr³⁺，在电解池中，阳极是活泼金属电极时，则电极本身失去电子，所以须用Fe做电极进行电解，阳极发生Fe-2e^-=Fe²⁺，与电源正极相连的为阳极，
故答案为：正；
（3）在电解池中，阳极是活泼金属铁电极时，则电极本身失去电子，即Fe-2e^-=Fe²⁺，重铬酸根具有强氧化性，能将生成的亚铁离子氧化为三价，即6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，阴极，根据放电顺序阴极上是电解质中氢离子得电子的反应，即2H⁺+2e=H₂↑，所以阴极区产生沉淀，Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓，Cr³⁺+3OH^-═Cr（OH）₃↓，
故答案为：阴极区产生沉淀；
（4）由氢氧化铁和氢氧化铬沉淀的pH表可知，氢氧化铁完全沉淀pH应控制在4.1，氢氧化铬完全沉淀pH应控制在5.6，调节电解液的pH至8左右，目的使溶液中的Fe³⁺、Cr³⁺全部转化为氢氧化物沉淀，
故答案为：使溶液中的Fe³⁺、Cr³⁺全部转化为氢氧化物沉淀；
（5）废水200.00mL，调节pH=1后置于锥形瓶中，用浓度为0.0001mol/L的KI溶液滴定，至滴定终点时，用去KI溶液9.00mL，Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O，
        1            6
      n（Cr₂O₇^2-）  9×10^-3L×0.0001mol/L      n（Cr₂O₇^2-）=1.5×10^-7mol，废水1L中n（Cr₂O₇^2-）=7.5×10^-7mol，废水1L中n（

+6

Cr

）=1.5×10^-6mol，电解后的废水中

+6

Cr

含量=1.5×10^-6mol×52g/mol=0.0780 mg/L，符合国家排放标准为

+6

Cr

含量≤0.1000mg/L，
故答案为：符合；

点评：本题考查较为综合，涉及氧化还原反应、电解、化学计算等，需要学生具备扎实的基础知识，平时注意培养分析和解决问题的能力，题目难度中等．