Question

【题目】红矾钠（重铬酸钠：）是重要的基本化工原料，应用十分广泛。工业制备红矾钠的流程如下：

请回答下列问题：

(1)的基态电子排布式为____________。

(2)锻烧铬铁矿发生反应：____________配平上述化学反应方程式。

(3)溶液甲中加入H2SO4时，可以观察到溶液由黄色变为橙色，并放出无色气体，有 关反应的离子方程式为____________。

(4)制备红矾钠的废水必须进行处理。首先酸化废水，将含+6价铬的酸性废液放入电解槽内，用铁作阳极进行电解，阴极析出H2,阳极产物被氧化然后转化为Cr(OH)3、 Fe(0H)3 沉淀。

①阳极的电极反应式为（不考虑后续反应)：____________。

②溶液中金属离子在阴极区可沉淀完全，从水的电离平衡角度解释其原因：______。

③已知某含的酸性废水中Cr元素的含量是52.5mg/L,处理后Cr元素最高允许 排量为0.5 mg/L。要处理100 m3废水达到排放标准，至少消耗铁_____kg。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d3或[Ar] 3d3 4Fe(CrO2)2＋8Na2CO3＋7O22Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2 2CrO＋2H+Cr2O＋H2O CO＋2H+==CO2↑＋H2O Fe－2e－==Fe2+ 阴极区水电离出的H+得电子产生H2，促进水的电离平衡正向移动，使溶液OH－浓度增大 16.8

【解析】流程图中的两个主要反应为4Fe(CrO2)2+7O2＋ 8Na2CO3 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2 ，混合溶液甲中的铬酸钠转化为Na2Cr2O7溶液，采取的措施是加硫酸酸化。2CrO＋2H+Cr2O＋H2O 。

(1)Cr为24号元素，失去3个电子形成Cr3＋ ，Cr3＋ 的基态电子排布式为 1s22s22p63s23p63d3或[Ar] 3d3 ；（2）根据化合价升降Fe(CrO2)2中Fe变1价，Cr变3×2=6价，共变7价，1molO2变4价所以O2前配7，Fe(CrO2)2前配4，其它由质量守恒配平，4Fe(CrO2)2+7O2＋ 8Na2CO3 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2 ；(3)溶液甲中加入H2SO4时，2CrO＋2H+Cr2O＋H2O CO＋2H+==CO2↑＋H2O ；(4)①阳极的电极反应式为（不考虑后续反应)：铁是活泼金属，参加电极反应，Fe－2e－==Fe2+ ，Cr2O72-+ 14H＋ + 6e -= 2Cr3＋ + 7H2O ，Fe2＋还原Cr2O72―， Cr2O72―+ 14H＋ + 6Fe2＋ = 2Cr3＋ + 7H2O + 6Fe3＋，Cr3＋+ 3OH－ = Cr(OH) ; Fe3＋ + 3OH－=Fe(OH)3，故阴极区水电离出的H+得电子产生H2，促进水的电离平衡正向移动，使溶液OH－浓度增大；③根据上述反应得关系式，3Fe～Cr,Cr(52.5mg/L-0.5mg/L)×100×103L=5.2×106mg=5.2kg,m(Fe)= 。