铬的化合物有毒.由于+6价Cr的强氧化性.其毒性是+3价Cr毒性的100倍.因此.必须对含铬的废水进行处理.目前研究和采用的处理方法主要有: 方法一.还原法: (Ⅰ)在酸性介质中用FeSO4.NaHSO3等将+6价Cr还原成+3价Cr.具体流程如下: 请回答下列问题: (1)上述流程①发生反应的离子方程式是 . (2)若在① 使FeSO4适当过� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

铬的化合物有毒，由于+6价Cr的强氧化性，其毒性是+3价Cr毒性的100倍。因此，必须对含铬的废水进行处理。目前研究和采用的处理方法主要有：

方法一、还原法：

（Ⅰ）在酸性介质中用FeSO₄、NaHSO₃等将+6价Cr还原成+3价Cr。具体流程如下：

请回答下列问题：

（1）上述流程①发生反应的离子方程式是。

（2）若在① 使FeSO₄适当过量、空气适量，可产生具有磁性、组成类似于铁氧体（Fe₃O₄或FeO·Fe₂O₃）的复合氧化物（·yO）(注：X可以是分数)，变废为宝。则控制空气适量的目的是，使铁氧体分离出来较简便的方法是。假设处理含1 mol Cr₂O₇²^－的废水至少需要加入10mol FeSO₄·7H₂O则复合氧化物（·yO）化学式是。

（Ⅱ）研究发现，用铁粉作还原剂不仅可以除去Cr⁶⁺，还能除去废水中的少量Mn²⁺，现研究铁屑用量和pH值对废水中铬、锰去除率的影响，

（3）取100mL废水于250 mL三角瓶中，调节pH值到规定值，分别加入不同量的废铁屑．得到铁屑用量对铬和锰去除率的影响如下图1所示。则在pH一定时，废水中铁屑用量为时锰、铬去除率最好

（4）取100mL废水于250 mL三角瓶中，加入规定量的铁粉，调成不同的pH值。得到pH值对铬和锰去除率的影响如下图2所示。则在铁屑用量一定时，废水pH= 时锰、铬去除率最好

方法二、电解法：将含+6价Cr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-发生反应，生成的Fe³⁺和Cr³^十在阴极区与OH^一结合生成Fe（OH）₃和Cr（OH）₃沉淀除去。

（5）写出此阴极反应的电极方程式。

（6）现用上法处理1×10⁴ L含铬（+6价）78 mg / L的废水，电解时阳极物质消耗的质量至少为________kg。

【答案】

（16分）（1）Cr₂O₇^2-＋14H⁺＋6Fe²⁺=6Fe³⁺＋2Cr³^十＋7H₂O（2分））

（2）使溶液中的比例恰当（答防止Fe²⁺被氧气过度氧化可以给分）（2分）

用磁铁吸引（2分） Cr_0.5Fe_1.5O₃·FeO（2分）

（3）15% （2分）（4） 4 （2分）（5）2H₂O＋2e^－＝H₂↑＋2OH^－。（2分）（6） 2．52 （2分）

【解析】

试题分析：（1）Cr2O₇²^－有较强氧化性，FeSO₄中Fe²⁺有一定的还原性，在酸性介质中发生氧化还原反应，由实验流程可知，第①步反应中Cr₂O₇²^－在酸性条件下将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，自身被还原为Cr³⁺，根据守恒元素守恒及所处环境可知，还应有水生成，反应离子方程式为Cr₂O₇²^－+14H⁺+6Fe²⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O。

（2）空气中含有氧气，如果空气过量，则Fe²⁺被氧气过度氧化，使溶液中Fe²^＋和Fe³^＋的比例不恰当。由于铁氧体具有磁性，所以使铁氧体分离出来较简便的方法是用磁铁吸引。根据反应的离子方程式可知，1mol Cr₂O₇²^－能氧化6mol亚铁离子，同时生成2mol Cr³^十，而剩余亚铁离子的物质的量是4mol，所以根据原子守恒和化合价代数和为0可知，、3x＋6－3x＋2y＝8，解得x＝0.5、y＝1，所以复合氧化物的化学式是Cr_0.5Fe_1.5O₃·FeO。

（3）根据图1知，当铁用量逐渐增大时，离子的去除率先增大后减小，当废水中铁屑用量为15%时锰、铬去除率最好。

（4）根据图2知，当溶液的pH值逐渐增大时，锰离子的去除率先减小后增大，铬的去除率先增大后减小，当pH=4时锰、铬去除率最好。

（5）电解池中阴极得到电子，则阴极是水电离出的氢离子得到电子，所以阴极反应的电极方程式2H₂O＋2e^－＝H₂↑＋2OH^－。

（6）1×10⁴ L含铬（+6价）78 mg / L的废水中铬元素的质量是78 mg / L×10000＝780000mg＝780g，物质的量是780g÷52g/mol＝15mol。在反应中得到15mo×3＝45mol电子，因此根据电子的得失守恒可知，参加反应的亚铁离子是45mol，所以阳极消耗铁的质量至少是45mol×56g/mol＝2520g＝2.52kg。

考点：考查离子方程式、氧化还原反应、电极反应式的有关判断以及有关计算

点评：本题以工业废水处理为载体，考查氧化还原反应、离子反应、电极反应式的书写以及有关计算等，难度中等，关键根据实验流程利用氧化还原反应判断发生的离子反应，是对学生综合能力的考查．是一道不错的能力考查题，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力，也有助于培养学生的环境保护意识，提升学生的学科素养。

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相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

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

Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

．
（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

2H⁺+2e^-═H₂↑或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-

．
（5）电解法中加入氯化钠的作用是

增强溶液导电性或盐析

．
（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

O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-

．

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科目：高中化学 来源： 题型：

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Cr₂O₇^2-与FeSO₄溶液在酸性条件下反应的离子方程式

Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

．
（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范围在

（填序号）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

．

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科目：高中化学 来源： 题型：

（12分）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 ▲ 。

（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范围在 ▲ （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Cr₂O₇²^一发生反应，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 ▲ 。

（5）电解法中加入氯化钠的作用是： ▲ 。

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科目：高中化学 来源：2012届江苏省高三高考压轴化学试卷（带解析） 题型：填空题

（12分）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：
I．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__________________。
（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范围在____________（填序号）最佳。
A．3～4          B．6～8            C．10～11       D．12～14
II．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Cr₂O₇²^一发生反应，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______________________________________。
（5）电解法中加入氯化钠的作用是：_______________________________________。

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科目：高中化学 来源：2011-2012学年江苏省高三高考压轴化学试卷（解析版） 题型：填空题

（12分）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：

I．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：