Question

【题目】欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr2O转化为Cr(OH)3沉淀除去。已知该条件下：

（1）某含铬废水处理的主要流程如图所示：

①初沉池中加入的混凝剂是K2SO4·Al2(SO4)3·2H2O，其作用为(用离子方程式表示)____。

②反应池中发生主要反应的离子方程式是Cr2O72-＋3HSO3-＋5H＋===2Cr3＋＋3SO42-＋4H2O。根据“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，此过程中发生主要反应的离子方程式是_____、____。证明Cr3＋沉淀完全的方法是____。

（2）工业可用电解法来处理含Cr2O废水。实验室利用如图装置模拟处理含Cr2O72-的废水，阳极反应式是Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应式是2H＋＋2e－===H2↑。Fe2＋与酸性溶液中的Cr2O72-反应的离子方程式是_____，得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全。用电解法处理该溶液中0.01molCr2O72-时，至少得到沉淀的质量是____g。

Answer 1

【答案】Al3＋＋3H2O===Al(OH)3(胶体)＋3H＋[或Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋] Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓ H＋＋OH－===H2O 测定溶液的pH，若pH≥8，则证明Cr3＋沉淀完全 Cr2O72-＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 8.48

【解析】

（1）①氢氧化铝胶体能吸附悬浮物，所以作混凝剂；
②反应池中发生主要反应的离子方程式是Cr2O72-+3HSO3-+5H+═2Cr3++3SO42-+4H2O，反应后溶液中有H+、Cr3+，加NaOH溶液，NaOH会和H+、Cr3+发生反应；
（2）Fe2+离子与Cr2O72-离子发生氧化还原反应生成Fe3+离子和Cr3+离子；随着电解进行，溶液中c（H+）逐渐减少，c（OH-）浓度增大；根据Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，Cr3++3OH-═Cr（OH）3↓、Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓进行计算。

（1）①K2SO4﹒Al2（SO4）3﹒24H2O为强电解质，在溶液中完全电离，生成Al3+和SO42-、K+，Al3+能水解生成氢氧化铝胶体：Al3++3H2O=Al（OH）3（胶体）+3H+或Al3++3H2OAl（OH）3+3H+，氢氧化铝胶体具有吸附性，能吸附水中的悬浮物，所以能作净水剂，
故答案为：Al3＋＋3H2O===Al(OH)3(胶体)＋3H＋[或Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋] ；

②反应池中发生主要反应的离子方程式是Cr2O72-+3HSO3-+5H+═2Cr3++3SO42-+4H2O，反应后溶液中有H+、Cr3+；根据“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，NaOH会和H+发生反应H++OH-═H2O，Cr3+与NaOH发生反应Cr3++3OH-═Cr（OH）3↓，根据题给图表信息可知，Cr（OH）3沉淀完全时的pH为8，所以，测定溶液的pH，若pH≥8，则证明Cr3+沉淀完全，
故答案为：Cr3++3OH-═Cr（OH）3↓、H++OH-═H2O；测定溶液的pH，若pH≥8，则证明Cr3+沉淀完全；
（2）亚铁离子与Cr2O72-发生氧化还原反应，被还原为Cr3+，重铬酸根具有强氧化性，能将生成的亚铁离子氧化为三价，即6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；随着电解进行，溶液中c（H+）逐渐减少，打破了水的电离平衡，促进了水的电离，使溶液中OH-浓度增大，溶液的碱性增强，生成Fe（OH）3和Cr（OH）3沉淀，金属阳离子在阴极区可沉淀完全；根据Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，Cr3++3OH-═Cr（OH）3↓、Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓知0.01molCr2O72-，可生成0.02molCr（OH）3，0.06molFe（OH）3，至少得到沉淀的质量是0.02mol×103g/mol+0.06mol×107g/mol=8.48g；
故答案为：Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O； 8.48。