Question

14．金屬鉻污染環(huán)境，其主要來源于冶金、水泥等工業(yè)產(chǎn)生的廢水，煤和石油燃燒的廢氣中也含有顆粒狀的鉻．
（1）某興趣小組擬定以下流程，對含Cr³⁺、Fe²⁺等離子的廢水進行無害化處理．

請回答下列問題：
①寫出加入雙氧水后發(fā)生反應的離子方程式：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
②過濾操作需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒．
③活性炭的作用是吸附溶解在水中的雜質(zhì)，并除去水中的異味．
（2）工業(yè)含鉻廢水中鉻常以Cr₂O₇^2-形式存在，可按下列流程來除去廢水中的鉻．

①寫出還原池中發(fā)生反應的離子方程式：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
②石灰水處理后生成的沉淀有Cr（OH）₃、Fe（OH）₃（用化學式表示）．
③現(xiàn)處理1×10² L含鉻（Ⅵ）39mg•L^-1的廢水，需要綠礬62.55g．

Answer 1

分析 （1）含Cr³⁺、Fe²⁺、Ca²⁺等離子的廢水加入過氧化氫，可氧化Fe²⁺生成Fe³⁺，然后加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH=8可除去Cr³⁺、Fe³⁺，過濾后濾液用鈉離子交換樹脂除去Ca²⁺，最后用活性炭吸附溶解在水中的雜質(zhì)，并除去水中的異味，可得用于日常生活的凈化水；
（2）含Cr₂O₇^2-的廢水，在酸性條件下加入硫酸亞鐵，發(fā)生氧化還原反應生成Cr³⁺、Fe³⁺，然后加入過量石灰水，可得到Cr（OH）₃、Fe（OH）₃沉淀，以此解答該題．

解答 解：（1）含Cr³⁺、Fe²⁺、Ca²⁺等離子的廢水加入過氧化氫，可氧化Fe²⁺生成Fe³⁺，然后加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH=8可除去Cr³⁺、Fe³⁺，過濾后濾液用鈉離子交換樹脂除去Ca²⁺，最后用活性炭吸附溶解在水中的雜質(zhì)，并除去水中的異味，可得用于日常生活的凈化水，
①加入雙氧水后發(fā)生反應的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
②過濾操作需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒等，故答案為：燒杯、漏斗、玻璃棒；
③活性炭具有吸附作用，可吸附溶解在水中的雜質(zhì)，并除去水中的異味，故答案為：吸附溶解在水中的雜質(zhì)，并除去水中的異味；
（2）含Cr₂O₇^2-的廢水，在酸性條件下加入硫酸亞鐵，發(fā)生氧化還原反應生成Cr³⁺、Fe³⁺，然后加入過量石灰水，可得到Cr（OH）₃、Fe（OH）₃沉淀，
①還原池中發(fā)生反應的離子方程式為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
②還原生成的Cr³⁺、Fe³⁺，加入過量石灰水，可得到Cr（OH）₃、Fe（OH）₃沉淀，故答案為：Cr（OH）₃、Fe（OH）₃；
③Cr元素的化合價由+6價降到+3價，F(xiàn)e元素化合價由+2價升高到+3價，反應的關(guān)系式為Cr（Ⅵ）～3FeSO₄•7H₂O，由關(guān)系式可知m（FeSO₄•7H₂O）=$\frac{1×1{0}^{2}L×39×1{0}^{-3}g/L×3×278g/mol}{52g/mol}$=62.55g，
故答案為：62.55．

點評 本題考查物質(zhì)的分離、提純的綜合應用，為高考常見題型，側(cè)重于學生的分析能力和實驗能力的考查，本題注重氧化還原反應的計算，難度不大，離子的檢驗是高考的熱點，注意離子方程式的書寫．