Question

【題目】紅礬鈉（重鉻酸鈉：）是重要的基本化工原料，應用十分廣泛。工業制備紅礬鈉的流程如下：

請回答下列問題：

(1)的基態電子排布式為____________。

(2)鍛燒鉻鐵礦發生反應：____________配平上述化學反應方程式。

(3)溶液甲中加入H2SO4時，可以觀察到溶液由黃色變為橙色，并放出無色氣體，有 關反應的離子方程式為____________。

(4)制備紅礬鈉的廢水必須進行處理。首先酸化廢水，將含+6價鉻的酸性廢液放入電解槽內，用鐵作陽極進行電解，陰極析出H2,陽極產物被氧化然后轉化為Cr(OH)3、 Fe(0H)3 沉淀。

①陽極的電極反應式為（不考慮后續反應)：____________。

②溶液中金屬離子在陰極區可沉淀完全，從水的電離平衡角度解釋其原因：______。

③已知某含的酸性廢水中Cr元素的含量是52.5mg/L,處理后Cr元素最高允許 排量為0.5 mg/L。要處理100 m3廢水達到排放標準，至少消耗鐵_____kg。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d3或[Ar] 3d3 4Fe(CrO2)2＋8Na2CO3＋7O22Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2 2CrO＋2H+Cr2O＋H2O CO＋2H+==CO2↑＋H2O Fe－2e－==Fe2+ 陰極區水電離出的H+得電子產生H2，促進水的電離平衡正向移動，使溶液OH－濃度增大 16.8

【解析】流程圖中的兩個主要反應為4Fe(CrO2)2+7O2＋ 8Na2CO3 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2 ，混合溶液甲中的鉻酸鈉轉化為Na2Cr2O7溶液，采取的措施是加硫酸酸化。2CrO＋2H+Cr2O＋H2O 。

(1)Cr為24號元素，失去3個電子形成Cr3＋ ，Cr3＋ 的基態電子排布式為 1s22s22p63s23p63d3或[Ar] 3d3 ；（2）根據化合價升降Fe(CrO2)2中Fe變1價，Cr變3×2=6價，共變7價，1molO2變4價所以O2前配7，Fe(CrO2)2前配4，其它由質量守恒配平，4Fe(CrO2)2+7O2＋ 8Na2CO3 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2 ；(3)溶液甲中加入H2SO4時，2CrO＋2H+Cr2O＋H2O CO＋2H+==CO2↑＋H2O ；(4)①陽極的電極反應式為（不考慮后續反應)：鐵是活潑金屬，參加電極反應，Fe－2e－==Fe2+ ，Cr2O72-+ 14H＋ + 6e -= 2Cr3＋ + 7H2O ，Fe2＋還原Cr2O72―， Cr2O72―+ 14H＋ + 6Fe2＋ = 2Cr3＋ + 7H2O + 6Fe3＋，Cr3＋+ 3OH－ = Cr(OH) ; Fe3＋ + 3OH－=Fe(OH)3，故陰極區水電離出的H+得電子產生H2，促進水的電離平衡正向移動，使溶液OH－濃度增大；③根據上述反應得關系式，3Fe～Cr,Cr(52.5mg/L-0.5mg/L)×100×103L=5.2×106mg=5.2kg,m(Fe)= 。