Question

工業上為了處理含有Cr₂O₇^2-的酸性工業廢水，采用下面的處理方法：往工業廢水中加入適量的NaCl，以Fe為電極進行電解，經過一段時間，有Cr（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀生成，工業廢水中鉻的含量已低于排放標準．請回答下列問題．
（1）兩極發生的電極反應式：陽極：

 

，陰極：

 

．
（2）寫出Cr₂O₇^2-變為Cr³⁺的離子方程

 

．
（3）工業廢水由酸性變為堿性的原因

 

．
（4）

 

（填“能”或“不能”）改用石墨電極．

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學專題

分析：（1）Fe為電極進行電解時，陽極上鐵失電子發生氧化反應，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時陰極附近有氫氧根離子生成；
（2）酸性條件下，Cr₂O₇^2-和亞鐵離子發生氧化還原反應，生成鐵離子和鉻離子；
（3）陰極上及發生氧化還原都消耗氫離子；
（4）如果改用石墨作電極，則陽極不能生成亞鐵離子，導致無法生成鉻離子．

解答： 解：（1）Fe為電極進行電解時，陽極是活潑電極，則電極本身發生失電子的氧化反應，即Fe-2e^-═Fe²⁺，陰極上氫離子得電子發生還原反應，即2H⁺+2e^-═H₂↑，故答案為：Fe-2e^-═Fe²⁺；2H⁺+2e^-═H₂↑；
（2）Cr₂O₇^2-具有強氧化性，可以將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為2Cr³⁺，反應的實質是：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案為：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
（3）陰極反應消耗H⁺，溶液中的氧化還原反應也消耗H⁺，導致溶液中氫離子濃度降低，從而使溶液pH升高，
故答案為：陰極反應消耗H⁺，溶液中的氧化還原反應也消耗H⁺，使溶液pH升高；
（4）若用石墨做電極，則無法產生還原劑Fe²⁺，從而使Cr₂O₇^2-無法還原為Cr³⁺變成沉淀除去，所以不能用石墨作電極，故答案為：不能．

點評：本題考查了電解池原理的應用，還涉及氧化還原反應等知識點，明確各個電極上發生的反應是解本題關鍵，注意：活潑金屬作陽極時，陽極上金屬失電子而不是溶液中陰離子失電子，為易錯點，題目難度中等．