Question

（2013?重庆二模）铬是一种银白色的坚硬金属，铬的工业用途很广，主要有金属加工、电镀、制革行业，这些行业排放的废水和废气是环境中的主要污染源．请回答下面与铬有关的一些问题．

（1）工业上冶炼铬的主要步骤如图1所示：
①已知步骤Ⅱ的反应方程式为：8Na₂CrO₄+6Na₂S+23H₂O═8Cr（OH）₃↓+3Na₂S₂O₃+22NaOH．该反应中氧化剂是

Na₂CrO₄

（填化学式），生成1mol Cr（OH）₃时转移电子的物质的量为

3

mol；
②步骤IV中电解Cr₂O₃的阳极反应式为

2O^2--4e^-=O₂↑

（2）某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意图如图2，A为电源的

正极

 （填“正极”“负极”），阳极区溶液中发生的氧化还原反应为

Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

（3）化学需氧量（COD）可量度水体受有机物污染的程度．它是在强酸并加热条件下，用K₂Cr₂O₇作强氧化剂处理水样时所消耗的K₂Cr₂O₇的量，换算成相当于O₂的含量（以mg/L计）．某研究性学习小组测定某水样的化学需氧量（COD），过程如下：
Ⅰ．取Va mL水样于锥形瓶，加入l0.00mL 0.2500mol/L K₂Cr₂O₇溶液；
Ⅱ．加碎瓷片少许，然后慢慢加入少量硫酸，混合均匀，加热；
Ⅲ．反应完毕后，冷却，加指示剂，用c mol/L的硫酸亚铁铵（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液滴定．终点时消耗硫酸亚铁铵溶液Vb mL（此步操作的目的是用Fe²⁺把多余的Cr₂O₇^2-反应成Cr³⁺）
①Ⅰ中，量取K₂Cr₂O₇溶液的仪器是

酸式滴定管（或移液管）

②Ⅱ中，碎瓷片的作用是

防止暴沸

③该水样的化学需氧量COD=

8000

(15-cVb)

Va

（用含c、Va、Vb的表达式表示）．

Answer 1

分析：（1）①8Na₂CrO₄+6Na₂S+23H₂O═8Cr（OH）₃↓+3Na₂S₂O₃+22NaOH中，Cr元素的化合价由+6价降低为+3价，生成1mol Cr（OH）₃时转移电子1mol×（6-3）；
②步骤IV中电解Cr₂O₃的阳极反应为氧离子失去电子生成氧气；
（2）由图可知，B端生成氢气，则B端氢离子得到电子，所以B为负极，则A为正极；阳极发生Cr₂O₇^2-、Fe²⁺的氧化还原反应，所以阳极几乎不含Cr₂O₇^2-；
（3）①K₂Cr₂O₇溶液具有氧化性；
②碎瓷片可防止液体剧烈沸腾；
③由电子守恒可知，1mol废液中失去的电子为

[10×0.25×2×(6-3)-c×Vb]×10-3

Va×10-3

，再由电子守恒转化为相当于O₂的含量，以此来解答．

解答：解：（1）①8Na₂CrO₄+6Na₂S+23H₂O═8Cr（OH）₃↓+3Na₂S₂O₃+22NaOH中，Cr元素的化合价由+6价降低为+3价，则Na₂CrO₄为氧化剂，该反应中生成1mol Cr（OH）₃时转移电子1mol×（6-3）=3mol，故答案为：Na₂CrO₄；3；
②步骤IV中电解Cr₂O₃的阳极反应为氧离子失去电子生成氧气，该阳极反应为2O^2--4e^-=O₂↑，故答案为：2O^2--4e^-=O₂↑；
（2）由图可知，B端生成氢气，则B端氢离子得到电子，所以B为负极，则A为正极；阳极发生Cr₂O₇^2-、Fe²⁺的氧化还原反应，所以阳极几乎不含Cr₂O₇^2-；，则阳极的氧化还原反应为Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，故答案为：正极；Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（3）①K₂Cr₂O₇溶液具有氧化性，则量取K₂Cr₂O₇溶液的仪器为酸式滴定管（或移液管），故答案为：酸式滴定管（或移液管）；
②碎瓷片可防止液体剧烈沸腾，其作用为防止暴沸，故答案为：防止暴沸；
③由I可知废水与K₂Cr₂O₇溶液发生氧化还原反应，由Ⅲ可知Fe²⁺把多余的Cr₂O₇^2-反应成Cr³⁺，由电子守恒可知，1mol废液中失去的电子为

[10×0.25×2×(6-3)-c×Vb]×10-3

Va×10-3

=

15-cVb

Va

，
由电子守恒转化为相当于O₂的含量n（O₂）=

15-cVb

4Va

mol，
则COD=

15-cVb

4Va

mol×32g/mol×1000mg/L=8000

(15-cVb)

Va

，故答案为：8000

(15-cVb)

Va

．

点评：本题为综合题，以废水的处理考查氧化还原反应、电化学及物质成分的测定，题目难度较大，注意电子守恒再解答中的重要作用，COD的计算为易错点．