Question

工業(yè)上為了處理有Cr₂O₇^2-的酸性廢水，采用下面的處理方法：往工業(yè)廢水里加入適量的NaCl，以Fe為電極進(jìn)行電解，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，有Cr（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀生成，工業(yè)廢水中Cr³⁺的濃度若低于10^-5mol/L可符合排放標(biāo)準(zhǔn)．回答下列問(wèn)題：
（1）電解時(shí)陽(yáng)極上發(fā)生的電極反應(yīng)式：

 

；
（2）寫(xiě)出Cr₂O₇^2-變?yōu)镃r³⁺的離子方程式

 

；
（3）工業(yè)廢水由酸性變?yōu)閴A性的原因是

 

；
（4）已知室溫下Cr（OH）₃的K_SP=1×10^-32，則該溫度下符合排放標(biāo)準(zhǔn)的溶液的最低pH為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專(zhuān)題：電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）Fe為電極進(jìn)行電解時(shí)，陽(yáng)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)陰極附近有氫氧根離子生成；
（2）酸性條件下，Cr₂O₇^2-和亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成鐵離子和鉻離子；
（3）陰極上及發(fā)生氧化還原都消耗氫離子；
（4）根據(jù)溶度積常數(shù)以及水的離子積常數(shù)來(lái)進(jìn)行計(jì)算．

解答： 解：（1）Fe為電極進(jìn)行電解時(shí)，陽(yáng)極是活潑電極，則電極本身發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即Fe-2e^-═Fe²⁺，故答案為：Fe-2e^-═Fe²⁺；
（2）Cr₂O₇^2-具有強(qiáng)氧化性，可以將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為2Cr³⁺，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，故答案為：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
（3）陰極反應(yīng)消耗H⁺，溶液中的氧化還原反應(yīng)也消耗H⁺，導(dǎo)致溶液中氫離子濃度降低，從而使溶液pH升高，
故答案為：陰極上H⁺放電，Cr₂O₇^2-與Fe²⁺反應(yīng)不斷消耗H⁺，使水的電離平衡正向移動(dòng)，使溶液pH升高；
（4）當(dāng)c（Cr³⁺）=10^-5mol/L時(shí)，溶液的c（OH^-）=

3	10-32 10-5

=10^-9 mol/L，
c（H⁺）═

10-14

10-9

=10^-5mol/L，pH=5，
即要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH應(yīng)調(diào)至5，
故答案為：5．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解原理、難溶物溶度積的計(jì)算、題目難度較大，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，注意掌握電解原理、難溶物溶度積的概念及計(jì)算方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．