Question

11．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．
【方法一】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pH	9.0	3.2	5.6

（1）写出Cr₂O₇^2-与FeSO₄溶液在酸性条件下反应的离子方程式Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2 Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
（2）还原+6价铬还可选用以下的BD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：C（填序号）；
A．Na₂O₂          B．Ba（OH）₂      C．Ca（OH）₂
此时调节溶液的pH范围在B（填序号）最佳．
A．3～4          B．6～8         C．10～11       D．12～14
【方法二】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Cr₂O₇^2一发生反应，生成的Fe³⁺和Cr³⁺在阴极区与OH^一结合生成Fe（OH）₃和Cr（OH）₃沉淀除去．
（4）写出阴极的电极反应式2H⁺+2e^-═H₂↑或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-．
（5）电解法中加入氯化钠的作用是：增强溶液导电性．

Answer 1

分析 Ⅰ．在酸性条件下亚铁离子将重铬酸根还原成铬离子同时生成铁离子，调节pH值，可以使铬离子和铁离子都沉淀，氢氧化铬受热分解得氧化铬，（1）二价铁离子有还原性，Cr₂O₇^2-有强氧化性，二者能发生氧化还原反应；
（2）还原+6价铬应选用还原剂，且不能引进新的杂质；
（3）根据各种碱的性质分析判断，过氧化钠有强氧化性，钡离子和硫酸根离子能生成沉淀；根据完全沉淀对应氢氧化物的PH值判断，溶液的PH值应大于该数值；
Ⅱ．电解法是用铁做阳极电解氯化钠溶液，阳极铁放电生成亚铁离子，还原重铬酸根离子，得到铁离子和铬离子，阴极氢离子放电溶液中生成氢氧根离子，与溶液中的铁离子和铬离子生成氢氧化物沉淀，
（4）阴极上氢离子放电生成氢气；
（5）水是弱电解质，导电性能较差，氯化钠是强电解质能增强水的导电性．

解答 解：（1）二价铁离子有还原性，Cr₂O₇^2-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，Cr₂O₇^2-被还原为Cr³⁺，反应方程式为Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2 Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+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Cr^3+_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 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：C；　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．

点评 本题考查了离子方程式和电极反应式的书写，难度不大，答题是注意化学用语的规范书写及工业流程原理的分析，侧重考查学生分析问题和灵活运用基础知识的能力．