问题 问答题

已知Cr(OH)3在碱性较强的溶液中将生成[Cr(OH)4]-,铬的化合物有毒,由于+6价铬的强氧化性,其毒性是+3价铬毒性的100倍.因此,必须对含铬的废水进行处理,可采用以下两种方法:

★还原法:在酸性介质中用FeSO4等将+6价铬还原成+3价铬.

具体流程如下:

有关离子完全沉淀的pH如下表:

有关离子Fe2+Fe3+Cr3+
完全沉淀为对应氢氧化物的pH9.03.25.6
(1)写出Cr2
O2-7
与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式______.

(2)还原+6价铬还可选用以下的______试剂(填序号).

A.明矾  B.铁屑  C.生石灰  D.亚硫酸氢钠

(3)在含铬废水中加入FeSO4,再调节pH,使Fe3+和Cr3+产生氢氧化物沉淀.则在操作②中可用于调节溶液pH的试剂为______(填序号).

A.Na2O2  B.Ba(OH)2  C.Ca(OH)2  D.NaOH

此时调节溶液的pH在______(填序号)范围最佳.

A.3~4  B.6~8  C.10~11  D.12~14

★电解法:将含+6价铬的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解.阳极区生成的Fe2+和Cr2

O2-7
发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH-结合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去.

(4)写出阴极的电极反应式______.

(5)电解法中加入氯化钠的作用是______.

(6)若外接电源为熔融碳酸盐燃料电池,其工作原理示意图如图,则熔融碳酸盐燃料电池的正极反应可表示为______.

答案

(1)二价铁离子有还原性,Cr2O72-有强氧化性,二者能发生氧化还原反应,二价铁离子被氧化成三价铁离子,

Cr2O72-被还原为Cr3+,反应方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+═2 Cr3++6Fe3++7H2O.

故答案为:Cr2O72-+6Fe2++14H+═2 Cr3++6Fe3++7H2O.

(2)能还原+6价铬,说明加入的物质有还原性,且不能引进新的杂质离子.

A.明矾没有还原性,故错误.

B.铁屑能还原+6价铬,同时本身被氧化成三价铁离子,故正确.

C.生石灰没有还原性,故错误.

D.亚硫酸氢钠能还原+6价铬,同时本身被氧化成硫酸根离子,故正确.

故答案为:BD.

(3)A.Na2O2 有强氧化性,能把Cr3+氧化成Cr6+,从而得不到Cr(OH)3,故错误.

 B.Ba(OH)2 和硫酸根离子能产生硫酸钡沉淀,生成杂质,故错误.

 C.Ca(OH)2 和 D.NaOH使Fe3+和Cr3+产生氢氧化物沉淀,且没有其它沉淀杂质生成,故正确..

在含铬废水中加入FeSO4,再调节pH,使Fe3+和Cr3+产生氢氧化物沉淀,且没有氢氧化亚铁沉淀,所以溶液的PH应大于5.6小于9,所以B正确.

故答案为:CD; B.

(4)将含+6价铬的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解,阳极上铁失电子生成二价铁离子,阴极上氢离子得电子生成氢气,电极反应式为2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2↑+2OH-

故答案为:2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2↑+2OH-

(5)水是弱电解质,所以蒸馏水的导电能力很小,氯化钠是强电解质,在水中能完全电离导致溶液阴阳离子浓度增大,所以能增强溶液导电性.

故答案为:增强溶液导电性.

(6)正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子,电极反应式为O2+4e-+2CO2═2CO32-

故答案为:O2+4e-+2CO2═2CO32-

单项选择题
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