Question

【题目】污水处理是保护环境的需要，是每家企业应尽的义务。

已知Cr(OH)3在碱性较强的溶液中将生成[Cr(OH)4]-，铬的化合物有毒，由于+6价铬的强氧化性，其毒性是+3价铬毒性的100倍。因此，必须对含铬的废水进行处理，可采用以下两种方法。

（1）还原法：在酸性介质中用FeSO4等将+6价铬还原成+3价铬。

具体流程如下：

有关离子完全沉淀的pH如下表：

有关离子	Fe2+	Fe3+	Cr3+
完全沉淀为对应氢氧化物的pH	9.0	3.2	5.6

①写出Cr2O72-与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式_____。

②还原+6价铬还可选用以下的试剂_____（填序号）。

A．明矾 B．铁屑 C．生石灰 D．亚硫酸氢钠

③在含铬废水中加入FeSO4，再调节pH，使Fe3+和Cr3+产生氢氧化物沉淀。

在操作②中调节pH应分2次进行，第1次应先调节溶液的pH范围约在____（填序号）最佳，第2次应调节溶液的pH范围约在____（填序号）最佳。

A．3～4 B．6～8 C．10～11 D．12～14

用于调节溶液pH的最佳试剂为：____（填序号）；

A．Na2O2 B．Ba(OH)2 C．Ca(OH)2 D．NaOH

（2）电解法：将含+6价铬的废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入适量的氯化钠进行电解。阳极区生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应，生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH-结合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去。

④写出阴极的电极反应式_____。

⑤电解法中加入氯化钠的作用是_____。

Answer 1

【答案】CrO72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O BD A B D 2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH- 增强溶液导电性或盐析

【解析】

(1)利用Fe2+还原Cr2O72-时，在酸性条件下，Cr2O72-被还原为Cr3+，Fe2+被氧化为Fe3+；

通过调节pH将Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀时，Fe3+也会生成Fe(OH)3沉淀，所以调节pH应分两次进行，一次让Fe3+生成Fe(OH)3沉淀，一次让Cr3+生成Cr(OH)3沉淀，为达此目的，需严格控制溶液的pH变化；调节pH时，所加试剂应不影响实验结果。

(2)利用电解法还原Cr2O72-，实质上也是利用Fe2+还原Cr2O72-，则阳极需提供Fe2+，阴极需提供OH-，在阳极区Cr2O72-被还原为Cr3+，在阴极区Cr3+生成Cr(OH)3沉淀。

(1) FeSO4能将+6价铬还原成+3价铬，则Cr2O72-与FeSO4在酸性条件下反应的离子方程式为CrO72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。答案为：CrO72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；

②A．明矾没有还原性，不能还原+6价铬，A不合题意；

B．铁屑先与酸反应生成Fe2+，Fe2+再还原+6价铬，B符合题意；

C．生石灰显碱性，但没有还原性，不能还原+6价铬，C不合题意；

D．亚硫酸氢钠具有较强的还原性，能还原+6价铬，D符合题意。答案为：BD；

③操作②中调节pH应分2次进行，第1次是将Fe3+转化为沉淀，但Cr3+不生成沉淀，所以应先调节溶液的pH范围约在A，第2次应调节溶液的pH范围约在B最佳。

用于调节溶液pH的最佳试剂的选择：

A．Na2O2，具有强氧化性，可能会将Cr3+氧化为Cr2O72-，A不合题意；

B．Ba(OH)2，能与SO42-反应生成BaSO4沉淀，混在Cr(OH)3沉淀中，B不合题意；

C．Ca(OH)2，能与SO42-反应生成CaSO4沉淀，混在Cr(OH)3沉淀中，C不合题意；

D．NaOH，能将Fe3+、Cr3+分批次转化为沉淀，D符合题意；故选D。

答案为：A；B；D；

(2)④阴极H2O得电子，生成OH-，电极反应式为2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-。答案为：2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-；

⑤电解法中加入氯化钠，虽然没有参加反应，但使溶液易于导电，其作用是增强溶液导电性或盐析。答案为：增强溶液导电性或盐析。