Question

11．已知Cr（OH）₃在堿性較強(qiáng)的溶液中將生成[Cr（OH）₄]^-，鉻的化合物有毒，由于+6價(jià)鉻的強(qiáng)氧化性，其毒性是+3價(jià)鉻毒性的100倍．因此，必須對(duì)含鉻的廢水進(jìn)行處理，可采用以下兩種方法．
【方法一】還原法 在酸性介質(zhì)中用FeSO₄等將+6價(jià)鉻還原成+3價(jià)鉻．具體流程如下：

有關(guān)離子完全沉淀的pH如下表：

有關(guān)離子	Fe2+	Fe3+	Cr3+
完全沉淀為對(duì)應(yīng)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(yīng)的離子方程式Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2 Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
（2）還原+6價(jià)鉻還可選用以下的BD試劑（填序號(hào)）．
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(diào)節(jié)pH，使Fe³⁺和Cr³⁺產(chǎn)生氫氧化物沉淀．則在操作②中可用于調(diào)節(jié)溶液pH的試劑為：C（填序號(hào)）；
A．Na₂O₂          B．Ba（OH）₂      C．Ca（OH）₂
此時(shí)調(diào)節(jié)溶液的pH范圍在B（填序號(hào)）最佳．
A．3～4          B．6～8         C．10～11       D．12～14
【方法二】電解法 將含+6價(jià)鉻的廢水放入電解槽內(nèi)，用鐵作陽(yáng)極，加入適量的氯化鈉進(jìn)行電解．陽(yáng)極區(qū)生成的Fe²⁺和Cr₂O₇^2一發(fā)生反應(yīng)，生成的Fe³⁺和Cr³⁺在陰極區(qū)與OH^一結(jié)合生成Fe（OH）₃和Cr（OH）₃沉淀除去．
（4）寫出陰極的電極反應(yīng)式2H⁺+2e^-═H₂↑或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-．
（5）電解法中加入氯化鈉的作用是：增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性．

Answer 1

分析 Ⅰ．在酸性條件下亞鐵離子將重鉻酸根還原成鉻離子同時(shí)生成鐵離子，調(diào)節(jié)pH值，可以使鉻離子和鐵離子都沉淀，氫氧化鉻受熱分解得氧化鉻，（1）二價(jià)鐵離子有還原性，Cr₂O₇^2-有強(qiáng)氧化性，二者能發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（2）還原+6價(jià)鉻應(yīng)選用還原劑，且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)；
（3）根據(jù)各種堿的性質(zhì)分析判斷，過(guò)氧化鈉有強(qiáng)氧化性，鋇離子和硫酸根離子能生成沉淀；根據(jù)完全沉淀對(duì)應(yīng)氫氧化物的PH值判斷，溶液的PH值應(yīng)大于該數(shù)值；
Ⅱ．電解法是用鐵做陽(yáng)極電解氯化鈉溶液，陽(yáng)極鐵放電生成亞鐵離子，還原重鉻酸根離子，得到鐵離子和鉻離子，陰極氫離子放電溶液中生成氫氧根離子，與溶液中的鐵離子和鉻離子生成氫氧化物沉淀，
（4）陰極上氫離子放電生成氫氣；
（5）水是弱電解質(zhì)，導(dǎo)電性能較差，氯化鈉是強(qiáng)電解質(zhì)能增強(qiáng)水的導(dǎo)電性．

解答 解：（1）二價(jià)鐵離子有還原性，Cr₂O₇^2-有強(qiáng)氧化性，二者能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，二價(jià)鐵離子被氧化成三價(jià)鐵離子，Cr₂O₇^2-被還原為Cr³⁺，反應(yīng)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(jià)鉻，說(shuō)明加入的物質(zhì)有還原性，且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)離子，
A．明礬沒(méi)有還原性，故錯(cuò)誤；
B．鐵屑能還原+6價(jià)鉻，同時(shí)本身被氧化成三價(jià)鐵離子，故正確；
C．生石灰沒(méi)有還原性，故錯(cuò)誤；
D．亞硫酸氫鈉能還原+6價(jià)鉻，同時(shí)本身被氧化成硫酸根離子，故正確；
故答案為：BD；
（3）A．Na₂O₂ 有強(qiáng)氧化性，能把Cr^3+_氧化成Cr⁶⁺，從而得不到Cr（OH）₃，故錯(cuò)誤；
 B．Ba（OH）₂ 和硫酸根離子能產(chǎn)生硫酸鋇沉淀，生成雜質(zhì)，故錯(cuò)誤；
 C．Ca（OH）₂ 使Fe³⁺和Cr³⁺產(chǎn)生氫氧化物沉淀，且沒(méi)有其它沉淀雜質(zhì)生成，故正確；
在含鉻廢水中加入FeSO₄，再調(diào)節(jié)pH，使Fe³⁺和Cr³⁺產(chǎn)生氫氧化物沉淀，且沒(méi)有氫氧化亞鐵沉淀，所以溶液的PH應(yīng)大于5.6小于9，所以B正確，
故答案為：C；　B；
（4）將含+6價(jià)鉻的廢水放入電解槽內(nèi)，用鐵作陽(yáng)極，加入適量的氯化鈉進(jìn)行電解，陽(yáng)極上鐵失電子生成二價(jià)鐵離子，陰極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)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(zhì)，所以蒸餾水的導(dǎo)電能力很小，氯化鈉是強(qiáng)電解質(zhì)，在水中能完全電離導(dǎo)致溶液陰陽(yáng)離子濃度增大，所以能增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性；
故答案為：增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了離子方程式和電極反應(yīng)式的書寫，難度不大，答題是注意化學(xué)用語(yǔ)的規(guī)范書寫及工業(yè)流程原理的分析，側(cè)重考查學(xué)生分析問(wèn)題和靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力．