Question

19．已知Cr（OH）₃在堿性較強的溶液中將生成[Cr（OH）₄]^-，鉻的化合物有毒，由于+6價鉻的強氧化性，其毒性是+3價鉻毒性的100倍．因此，必須對含鉻的廢水進行處理，可采用以下兩種方法：
I．還原法  在酸性介質中用FeSO₄等將+6價鉻還原成+3價鉻．具體流程如下：
Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$$→_{適量FeSO_{4}溶液}^{①H_{2}SO_{4}溶液}$Cr³⁺$\stackrel{③調節pH}{→}$Cr（OH）₃$\stackrel{③加熱}{→}$Cr₂O₃
有關離子完全沉淀的pH如表：

有關離子	Fe2+	Fe3+	Cr3+
完全沉淀為對應氫氧化物的pH	9.0	3.2	5.6

（1）寫出Cr₂O₇^2-與FeSO₄溶液在酸性條件下反應的離子方程式Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2 Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
（2）還原+6價鉻還可選用以下的BD試劑（填序號）．
A．明礬          B．鐵屑            C．生石灰       D．亞硫酸氫鈉
（3）在含鉻廢水中加入FeSO₄，再調節pH，使Fe³⁺和Cr³⁺產生氫氧化物沉淀．
則在操作②中可用于調節溶液pH的試劑為：CD（填序號）；
A．Na₂O₂         B．Ba（OH）₂         C．Ca（OH）₂      D．NaOH
此時調節溶液的pH范圍在B（填序號）最佳．
A．3～4          B．6～8            C．10～11       D．12～14
II．電解法  將含+6價鉻的廢水放入電解槽內，用鐵作陽極，加入適量的氯化鈉進行電解．陽極區生成的Fe²⁺和Cr₂O₇^2一發生反應，生成的Fe³⁺和Cr³⁺在陰極區與OH^一結合生成Fe（OH）₃和Cr（OH）₃沉淀除去．
（4）寫出陰極的電極反應式2H⁺+2e^-═H₂↑或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-．
（5）電解法中加入氯化鈉的作用是：氯化鈉是強電解質，增強溶液導電性．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）二價鐵離子有還原性，Cr₂O₇^2-有強氧化性，二者能發生氧化還原反應；
（2）還原+6價鉻應選用還原劑，且不能引進新的雜質；
（3）根據各種堿的性質分析判斷，過氧化鈉有強氧化性，鋇離子和硫酸根離子能生成沉淀；根據完全沉淀對應氫氧化物的PH值判斷，溶液的pH值應大于該數值；
Ⅱ．（4）陰極上氫離子放電生成氫氣；
（5）水是弱電解質，導電性能較差，氯化鈉是強電解質能增強水的導電性．

解答 解：Ⅰ．（1）二價鐵離子有還原性，Cr₂O₇^2-有強氧化性，二者能發生氧化還原反應，二價鐵離子被氧化成三價鐵離子，Cr₂O₇^2-被還原為Cr³⁺，反應方程式為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2 Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2 Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（2）能還原+6價鉻，說明加入的物質有還原性，且不能引進新的雜質離子，
A．明礬沒有還原性，故錯誤；
B．鐵屑能還原+6價鉻，同時本身被氧化成三價鐵離子，故正確；
C．生石灰沒有還原性，故錯誤；
D．亞硫酸氫鈉能還原+6價鉻，同時本身被氧化成硫酸根離子，故正確；
故答案為：BD；
（3）A．Na₂O₂ 有強氧化性，能把Cr^3+_氧化成Cr⁶⁺，從而得不到Cr（OH）₃，故錯誤；
 B．Ba（OH）₂ 和硫酸根離子能產生硫酸鋇沉淀，生成雜質，故錯誤；
 C．Ca（OH）₂ 和 D．NaOH使Fe³⁺和Cr³⁺產生氫氧化物沉淀，且沒有其它沉淀雜質生成，故正確；
在含鉻廢水中加入FeSO₄，再調節pH，使Fe³⁺和Cr³⁺產生氫氧化物沉淀，且沒有氫氧化亞鐵沉淀，所以溶液的pH應大于5.6小于9，所以B正確，
故答案為：CD；B；
Ⅱ．（4）將含+6價鉻的廢水放入電解槽內，用鐵作陽極，加入適量的氯化鈉進行電解，陽極上鐵失電子生成二價鐵離子，陰極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應式為2H⁺+2e^-═H₂↑或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，
故答案為：2H⁺+2e^-═H₂↑或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-；
（5）水是弱電解質，所以蒸餾水的導電能力很小，氯化鈉是強電解質，在水中能完全電離導致溶液陰陽離子濃度增大，所以能增強溶液導電性，
故答案為：氯化鈉是強電解質，增強溶液導電性．

點評 本題考查了離子方程式和電極反應式的書寫，題目難度中等，離子方程式及電極反應式的書寫是學習難點，掌握基礎是解題關鍵．