Question

16．工業(yè)上可用電解法來處理含Cr₂O₇^2-的酸性廢水，最終可將Cr₂O₇^2-轉化成Cr（OH）₃沉淀而被除去．如圖為電解裝置示意圖（電極材料分別為鐵和石墨）：
（1）裝置中的b電極是陽極（填“陽極”或“陰極”）．
（2）a電極的電極反應式是2H⁺+2e^-=H₂↑．
（3）完成b電極附近溶液中反應的離子方程式：
Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
（4）電解結束后，若要檢驗電解液中還有Fe²⁺存在，可選用的試劑是D（填字母）．
A．KSCN溶液    B．CuCl₂溶液    C．H₂O₂溶液   D．K₃[Fe（CN）₆]．

Answer 1

分析 Cr₂O₇^2-具有強氧化性，將Cr₂O₇^2-轉化成Cr（OH）₃沉淀需要還原劑，Fe作陽極，該電極上Fe失電子生成Fe²⁺，Fe²⁺具有還原性，能還原將Cr₂O₇^2-轉化成Cr³⁺，同時自身被還原生成Fe³⁺，所以a電極材料是石墨、b電極材料是Fe；
（1）連接原電池負極的電極是陰極、連接原電池正極的電極是陽極；
（2）陰極上氫離子放電生成氫氣；
（3）b電極上Fe失電子生成Fe²⁺，亞鐵離子具有還原性，b電極附近Fe²⁺和Cr₂O₇^2-發(fā)生氧化還原反應Cr³⁺、Fe³⁺；
（4）亞鐵離子可以用高錳酸鉀溶液、K₃[Fe（CN）₆]檢驗．

解答 解：Cr₂O₇^2-具有強氧化性，將Cr₂O₇^2-轉化成Cr（OH）₃沉淀需要還原劑，Fe作陽極，該電極上Fe失電子生成Fe²⁺，Fe²⁺具有還原性，能還原將Cr₂O₇^2-轉化成Cr³⁺，同時自身被還原生成Fe³⁺，所以a電極材料是石墨、b電極材料是Fe；
（1）連接原電池負極的電極是陰極、連接原電池正極的電極是陽極，所以a是陰極、b是陽極，
故答案為：陽極；
（2）陰極上氫離子放電生成氫氣，電極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（3）b電極上Fe失電子生成Fe²⁺，亞鐵離子具有還原性，b電極附近Fe²⁺和Cr₂O₇^2-發(fā)生氧化還原反應Cr³⁺、Fe³⁺，同時有水生成，Cr元素化合價由+6價變?yōu)?3價、Fe元素化合價由+2價變?yōu)?3價，轉移電子數為6，結合電荷守恒、原子守恒配平方程式為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，故答案為：Cr³⁺； Fe³⁺；H₂O；
（4）酸性高錳酸鉀溶液能被亞鐵離子還原而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，亞鐵離子和鐵氰化鉀反應生成藍色沉淀，所以亞鐵離子可以用高錳酸鉀溶液、K₃[Fe（CN）₆]檢驗，故選D．

點評 本題考查電解原理，為高頻考點，涉及電極反應式的書寫、氧化還原反應、氧化還原反應方程式的配平、離子檢驗等知識點，明確物質性質、離子檢驗方法和現象即可解答，題目難度不大．