Question

【题目】电镀行业产生的酸性含铬废水对环境有污染，其中所含的Cr(VI)是主要污染物，可采用多种方法处理将其除去。

查阅资料可知：

①在酸性环境下，Cr（VI）通常以Cr2O72-的形式存在，Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+

②Cr2O72-的氧化能力强于CrO42-

③常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：

阳离子	Fe3+	Fe2+	Cr3+
开始沉淀的pH	1.9	7.0	4.3
沉淀完全的pH	3.2	9.0	5.6

I．腐蚀电池法

（1）向酸性含铬废水中投放废铁屑和焦炭，利用原电池原理还原Cr(VI)。下列关于焦炭的说法正确的是________（填字母序号）。

a. 作原电池的正极 b. 在反应中作还原剂 c. 表面可能有气泡产生

II．电解还原法

向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体，以Fe为电极电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。装置如右图所示。

（2）A极连接电源的________极，A极上的电极反应式是________。

（3）电解开始时，B极上主要发生的电极反应为2H++2e-=H2↑，此外还有少量Cr2O72-在B极上直接放电，该反应的电极反应式为________。

（4）电解过程中，溶液的pH不同时，通电时间（t）与溶液中Cr元素去除率的关系如右图所示。

①由图知，电解还原法应采取的最佳pH范围为________。

a. 2 ~ 4 b. 4 ~ 6 c. 6 ~ 10

②解释曲线I和曲线IV去除率低的原因：________。

Answer 1

【答案】 ac 正 Fe – 2e- Fe2+ Cr2O72- + 6e- + 14H+ 2Cr3+ + 7 H2O b 曲线I的pH较小，此时Cr(IV)被还原生成的Cr3+难以生成Cr(OH)3沉淀，仍以Cr3+存在于溶液中，导致去除率较低；曲线IV的pH较大，铬元素主要以CrO42-存在，其氧化能力弱于Cr2O72-，Cr(IV)难以被还原继而生成沉淀，导致去除率较低

【解析】I.(1). 向酸性含铬废水中投放废铁屑和焦炭，利用原电池原理还原Cr(VI)，Fe在反应中失电子作负极，则焦炭为正极，正极材料被保护，Cr2O72-在正极得到电子生成Cr3+，当Cr2O72-完全反应后，溶液中的H+也可能在正极得到电子生成H2，故答案为：ac；

II. (2). 向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体，以Fe为电极电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，因Fe为电极进行电解时，阳极是活性电极，则Fe失电子，由装置图可知，A为阳极，则A连接电源的正极，在A极上发生的反应为：Fe – 2e- = Fe2+，故答案为：正；Fe – 2e- = Fe2+；

(3). 根据题目信息可知，Cr2O72-在B极上得电子生成Cr3+，该反应的电极反应式为Cr2O72- + 6e- + 14H+ = 2Cr3+ + 7 H2O，故答案为：Cr2O72- + 6e- + 14H+ = 2Cr3+ + 7 H2O；

(4). ①. 据图可知，当溶液的pH处于4~ 6时，Cr元素去除率较高，故答案为：b；

②. 根据题中所给阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH可知，曲线I的pH较小，此时Cr(IV)被还原生成的Cr3+难以生成Cr(OH)3沉淀，仍以Cr3+存在于溶液中，导致去除率较低，曲线IV的pH较大，铬元素主要以CrO42-存在，其氧化能力弱于Cr2O72-，Cr(IV)难以被还原而生成沉淀，导致去除率较低，故答案为：曲线I的pH较小，此时Cr(IV)被还原生成的Cr3+难以生成Cr(OH)3沉淀，仍以Cr3+存在于溶液中，导致去除率较低；曲线IV的pH较大，铬元素主要以CrO42-存在，其氧化能力弱于Cr2O72-，Cr(IV)难以被还原继而生成沉淀，导致去除率较低。