Question

（2011?福建模拟）电镀废水、废渣的处理和综合利用体现了绿色化学的思想．
Ⅰ．含铬电镀废水的处理可采用以下方法：
（1）电解法．往废水中加入适量氯化钠，以铁为电极进行电解，电解过程中，阳极的电极反应式为

Fe-2e^-=Fe²⁺

．
（2）沉淀法．含铬废水中存在平衡：Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺．往废水中加入BaCl₂，铬元素转化为铬酸钡（BaCrO₄）沉淀，此过程中，还应加入NaOH，理由是

使平衡Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺右移，有利于除铬

．
Ⅱ．某工厂利用富含镍（Ni）的电镀废渣（含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质）制备NiSO₄?6H₂O．其生产流程如图所示：
（3）步骤①中加入H₂SO₄后，需充分搅拌的目的是

提高废渣的溶解速率和溶解程度

．
（4）步骤③中，在酸性条件下，H₂O₂使Fe²⁺转化为Fe³⁺的离子方程式为

2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O

．
（5）已知：ⅰ．Ksp[Fe（OH）₃]=2.5×10^-39、Ksp[Cr（OH）₃]=6.3×10^-31；ⅱ．溶液中离子浓度小于10^-5 mol?L^-1时，可视为沉淀完全．25℃时，若沉淀E为Fe（OH）₃和Cr（OH）₃，步骤④中，应控制溶液的pH不小于

5.6

．（提示：lg2.5×10^-39=-38.6，lg6.5×10^-31=-30.2）
（6）溶液C中溶质的主要成分是

Na₂SO₄

．

Answer 1

分析：（1）活泼金属作电极，电解电解质溶液时，阳极上金属失电子，阴极上溶液中阳离子得电子；
（2）根据氢氧根离子对化学平衡的影响分析；
（3）搅拌的目的是提高废渣的溶解速率和溶解程度；
（4）双氧水有强氧化性，二价铁离子有还原性，所以双氧水和二价铁离子能发生氧化还原反应；
（5）先根据溶度积产生计算氢氧根离子浓度，再根据溶液中氢离子浓度计算pH；
（6）根据每一步的反应及沉淀生成的成分判断最后所得溶液的溶质．

解答：解：（1）活泼金属作电极，电解电解质溶液时，阳极上铁失电子生成亚铁离子进入溶液，阴极上溶液中氢离子得电子生成氢气，
故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺；
（2）氢氧根离子和氢离子反应生成水，促使平衡Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺右移，有利于铬元素转化为铬酸钡（BaCrO₄）沉淀，
故答案为：使平衡Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺右移，有利于除铬；
（3）搅拌的目的是提高废渣的溶解速率和溶解程度，故答案为：提高废渣的溶解速率和溶解程度；
（4）双氧水有强氧化性，二价铁离子有还原性，所以双氧水和二价铁离子能发生氧化还原反应生成铁离子和水，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（5）Ksp[Fe（OH）₃]=2.5×10^-39，c（OH^-）=

3	KSP 10-5

=

3	2.5×10-39 10-5

=0.6×10^-11，c（H⁺ ）=1.6×10^-3，pH=2.8，
[Cr（OH）₃]=6.3×10^-31，c（OH^-）=

3	KSP 10-5

=

3	6.3×10-31 10-5

=4×10^-9，c（H⁺ ）=2.5×10^-6，pH=5.6，
所以溶液中的PH控制在5.6，故答案为：5.6；
（6）电镀废渣（含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质）和硫酸反应生成硫酸盐，加入硫化钠溶液后，溶液中含有硫酸钠、硫酸亚铁、硫酸铬等，向溶液中双氧水和氢氧化钠溶液后，溶液中含有硫酸镍、硫酸钠，向溶液中加碳酸钠溶液后，所以溶液中的溶质是硫酸钠，
故答案为：Na₂SO₄．

点评：本题考查了电解原理和金属的回收等知识点，难度不大，难点是计算溶液的pH值，会根据沉淀的溶度积常数计算溶液的pH值．