Question

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：
★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Cr₂与FeSO₄溶液在酸性条件下反应的离子方程式______．
（2）还原+6价铬还可选用以下的______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______（填序号）．
A．Na₂O₂  B．Ba（OH）₂  C．Ca（OH）₂  D．NaOH
此时调节溶液的pH在______（填序号）范围最佳．
A.3～4  B.6～8  C.10～11  D.12～14
★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Cr₂发生反应，生成的Fe³⁺和Cr³⁺在阴极区与OH^-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______．
（5）电解法中加入氯化钠的作用是______．
（6）若外接电源为熔融碳酸盐燃料电池，其工作原理示意图如图，则熔融碳酸盐燃料电池的正极反应可表示为______．

Answer 1

【答案】分析：（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．
（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．
（6）正极上得电子发生还原反应．
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 和 D．NaOH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：CD； 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．
（6）正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-．
故答案为：O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-．
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，注意（6）题中，根据图片判断正负极上发生反应的物质及电极反应式的书写，为易错点．