Question

【题目】重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。

Ⅰ.某工业废水中主要含有Cr3＋，同时还含有少量的Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋等，且酸性较强。为回收利用，通常采用如下流程处理：

注：常温下，部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时所需的pH，如下表：

氢氧化物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2	Al(OH)3	Cr(OH)3
pH	3.7	9.6	11.1	8	9

（1）氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是________(填字母，下同)。

A.Na2O2 B.HNO3 C.FeCl3 D.KMnO4

（2）加入NaOH溶液调整溶液pH＝8时，除去的离子是________；

已知钠离子交换树脂的原理：Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋，此步操作被交换除去的杂质离子是____________。

A.Fe3＋ B.Al3＋ C.Ca2＋ D.Mg2＋

（3）还原过程在酸性条件下进行，每消耗0.8 mol Cr2O转移4.8 mol e－，该反应离子方程式为________________________________________________________________________。

Ⅱ.酸性条件下，六价铬主要以Cr2O形式存在，工业上常用电解法处理含Cr2O的废水，该法用Fe作电极电解含Cr2O的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3溶液。

（1）电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？________(填“能”或“不能”)，理由是_____________。

（2）常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp＝1×10－20，假设溶液的c(Cr3＋)=0.01mol/L，当pH应为______时开始生成沉淀。

Answer 1

【答案】 A AB CD 3S2O＋4Cr2O＋26H＋===6SO＋8Cr3＋＋13H2O 不能 因阳极产生的Cu2＋不能使Cr2O还原到低价态 8

【解析】I.某工业废水中主要含有Cr3+,同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,加双氧水把亚铁离子氧化为铁离子,同时Cr3+被氧化为Cr2O72-,加氢氧化钠调节pH=8,则Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀,过滤,滤液中主要含有Cr2O72-、Ca2+和Mg2+等,通过钠离子交换树脂,除去Ca2+和Mg2+,然后加Na2S2O3把Cr2O72-还原为Cr3+,再调节pH得到Cr(OH)(H2O)5SO4，

(1)加氧化剂主要目的是把亚铁离子氧化为铁离子,同时不能引入新的杂质,所以可以用Na2O2代替H2O2，故答案为：A；

(2)根据表中数据可知,pH=8时,Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀,则Fe3+、Al3+被除去;通过钠离子交换树脂,除去Ca2+和Mg2+；故答案为：AB；CD；

(3)每消耗0.8molCr2O72-转移4.8mole,则1molCr2O72-转移6mol电子,所以生成Cr3+,S2O32-被氧化为SO42-,则反应的离子方程式为：3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O；故答案为：3S2O32-＋4Cr2O72-＋26H＋===6SO42-＋8Cr3＋＋13H2O

II.(1)若用Cu电极来代替Fe电极，在阳极上铜失去电子得到的阳离子是铜离子，该离子不具有还原性，不能和重铬酸根之间发生反应，故答案为：不能;因阳极产生的Cu2+不能使Cr2O72-还原到低价态；

(2)由Cr(OH)3的溶度积Ksp＝1×10－20可得Ksp＝c(Cr3+)×c3(OH)=0.01×c3(OH)=1×10－20，c(OH)=1×10－6，所以c(H+)=1×10－8，pH=8，故答案为：8