Question

鉻是一種銀白色的堅硬金屬，鉻的工業(yè)用途很廣，主要有金屬加工、電鍍、制革行業(yè)，這些行業(yè)排放的廢水和廢氣是環(huán)境中的主要污染源．請回答下面與鉻有關(guān)的一些問題．

（1）工業(yè)上冶煉鉻的主要步驟如圖1所示：
①已知步驟Ⅱ的反應(yīng)方程式為：8Na₂CrO₄+6Na₂S+23H₂O═8Cr（OH）₃↓+3Na₂S₂O₃+22NaOH．該反應(yīng)中氧化劑是______（填化學(xué)式），生成1mol Cr（OH）₃時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為______mol；
②步驟IV中電解Cr₂O₃的陽極反應(yīng)式為______
（2）某工廠采用電解法處理含鉻廢水，耐酸電解槽用鐵板作陰、陽極，槽中盛放含鉻廢水，原理示意圖如圖2，A為電源的______ （填“正極”“負(fù)極”），陽極區(qū)溶液中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為______
（3）化學(xué)需氧量（COD）可量度水體受有機(jī)物污染的程度．它是在強(qiáng)酸并加熱條件下，用K₂Cr₂O₇作強(qiáng)氧化劑處理水樣時所消耗的K₂Cr₂O₇的量，換算成相當(dāng)于O₂的含量（以mg/L計）．某研究性學(xué)習(xí)小組測定某水樣的化學(xué)需氧量（COD），過程如下：
Ⅰ．取Va mL水樣于錐形瓶，加入l0.00mL 0.2500mol/L K₂Cr₂O₇溶液；
Ⅱ．加碎瓷片少許，然后慢慢加入少量硫酸，混合均勻，加熱；
Ⅲ．反應(yīng)完畢后，冷卻，加指示劑，用c mol/L的硫酸亞鐵銨（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液滴定．終點(diǎn)時消耗硫酸亞鐵銨溶液Vb mL（此步操作的目的是用Fe²⁺把多余的Cr₂O₇^2-反應(yīng)成Cr³⁺）
①Ⅰ中，量取K₂Cr₂O₇溶液的儀器是______
②Ⅱ中，碎瓷片的作用是______
③該水樣的化學(xué)需氧量COD=______（用含c、Va、Vb的表達(dá)式表示）．

Answer 1

解：（1）①8Na₂CrO₄+6Na₂S+23H₂O═8Cr（OH）₃↓+3Na₂S₂O₃+22NaOH中，Cr元素的化合價由+6價降低為+3價，則Na₂CrO₄為氧化劑，該反應(yīng)中生成1mol Cr（OH）₃時轉(zhuǎn)移電子1mol×（6-3）=3mol，故答案為：Na₂CrO₄；3；
②步驟IV中電解Cr₂O₃的陽極反應(yīng)為氧離子失去電子生成氧氣，該陽極反應(yīng)為2O^2--4e^-=O₂↑，故答案為：2O^2--4e^-=O₂↑；
（2）由圖可知，B端生成氫氣，則B端氫離子得到電子，所以B為負(fù)極，則A為正極；陽極發(fā)生Cr₂O₇^2-、Fe²⁺的氧化還原反應(yīng)，所以陽極幾乎不含Cr₂O₇^2-；，則陽極的氧化還原反應(yīng)為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，故答案為：正極；Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（3）①K₂Cr₂O₇溶液具有氧化性，則量取K₂Cr₂O₇溶液的儀器為酸式滴定管（或移液管），故答案為：酸式滴定管（或移液管）；
②碎瓷片可防止液體劇烈沸騰，其作用為防止暴沸，故答案為：防止暴沸；
③由I可知廢水與K₂Cr₂O₇溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，由Ⅲ可知Fe²⁺把多余的Cr₂O₇^2-反應(yīng)成Cr³⁺，由電子守恒可知，1mol廢液中失去的電子為=，
由電子守恒轉(zhuǎn)化為相當(dāng)于O₂的含量n（O₂）=mol，
則COD==8000，故答案為：8000．
分析：（1）①8Na₂CrO₄+6Na₂S+23H₂O═8Cr（OH）₃↓+3Na₂S₂O₃+22NaOH中，Cr元素的化合價由+6價降低為+3價，生成1mol Cr（OH）₃時轉(zhuǎn)移電子1mol×（6-3）；
②步驟IV中電解Cr₂O₃的陽極反應(yīng)為氧離子失去電子生成氧氣；
（2）由圖可知，B端生成氫氣，則B端氫離子得到電子，所以B為負(fù)極，則A為正極；陽極發(fā)生Cr₂O₇^2-、Fe²⁺的氧化還原反應(yīng)，所以陽極幾乎不含Cr₂O₇^2-；
（3）①K₂Cr₂O₇溶液具有氧化性；
②碎瓷片可防止液體劇烈沸騰；
③由電子守恒可知，1mol廢液中失去的電子為，再由電子守恒轉(zhuǎn)化為相當(dāng)于O₂的含量，以此來解答．
點(diǎn)評：本題為綜合題，以廢水的處理考查氧化還原反應(yīng)、電化學(xué)及物質(zhì)成分的測定，題目難度較大，注意電子守恒再解答中的重要作用，COD的計算為易錯點(diǎn)．