Question

【题目】含+6价铬的废水毒性强，对环境污染严重，工业上常利用化学原理把+6价铬转化为不溶性Cr(OH)3除去。

Ⅰ、SO2还原法：化工厂常用SO2处理含铬废水，其工艺流程如下图所示：

已知：Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+，吸收塔中 Cr2O72-与SO2反应如下：Cr2O72﹣(aq)+3SO2(g)+2H+(aq)═2Cr3+(aq)+3SO42﹣(aq)+H2O(l) ΔH = -1145 kJ/mol。

（1）其他条件不变，研究吸收塔中pH对反应的影响。

pH	2	4	6
Cr（+6）最大去除率	99.99%达排放标准	99.95%达排放标准	99.5%未达排放标准
时间	30 min	35 min	45 min

①由上述数据获得的结论有_________。

②实际工业生产控制pH = ____左右。

③下列说法不合理的是_____。

a.该酸性含铬废水中一定含有CrO42-，pH越大其含量越高

b.其他条件不变，增大压强，吸收塔中反应的K增大，有利于除去Cr（+6）

c.理论上看，SO32-、Fe2+等也可以用于除去Cr（+6）

（2）其他条件不变，研究温度对Cr（+6）去除率的影响（如图所示）。

已知：30min前相同时间内，80℃的Cr（+6）去除率比40℃高，是因为30min前反应正向进行，温度高反应速率快反应物的转化率增大；试解释30min后80℃的Cr（+6）去除率低的原因：________。

Ⅱ、电解法处理：

工业上处理含Cr2O72-离子的酸性废水，采用往工业废水中加入适量的食盐，再用Fe为电极进行电解，将Cr2O72—离子还原为可溶性三价铬离子，再调pH使三价铬离子变为不溶性氢氧化物除去。

（1）加入食盐的目的是 _______；

（2）电解时阳极反应式为 _________。

Answer 1

【答案】pH越大，Cr(+6)的去除率降低，反应速率越慢 4 b 30min后反应达到平衡状态，反应为放热反应，升温平衡逆向进行，80℃的Cr(+6)去除率低 增强溶液的导电能力 Fe-2e-=Fe2+

【解析】

(1)①根据图表数据，pH越大，反应越慢，铬离子的最大去除率减小；②pH＜4，反应速率快，二氧化硫未来得及反应逸出，会污染空气，pH＞4，反应速率减慢，铬离子去除率减小；③a．根据溶液的酸碱性对平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+的影响判断；b．平衡常数只与温度有关；c．SO32-、Fe2+等具有还原性；据此分析判断；

(2)30min前反应未达到平衡状态，开始反应正向进行，反应物转化率增大，30min后反应大多平衡状态，反应为放热反应，升温平衡逆向进行，反应物转化率减小；

Ⅱ、阳极铁失去电子生成亚铁离子，阴极上氢离子得到电子生成氢气；加入适量的NaCl可增强溶液的导电性，据此分析解答。

Ⅰ、(1)①根据表格数据，随pH增大，铬离子的最大去除率减小，反应所需时间越长，pH=6时不符合排放标准，由上述数据获得的结论有：pH越大，Cr(+6)的去除率降低，反应速率越慢，故答案为：pH越大，Cr(+6)的去除率降低，反应速率越慢；

②pH＜4，反应速率快，二氧化硫未来得及反应逸出污染空气，pH＞4，反应速率减慢，铬离子去除率减小，不能达到排放标准，且铬离子形成氢氧化铬会堵塞管道，所以实际工业生产控制pH=4左右，故答案为：4；

③a．Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+，该酸性含铬废水中一定含有CrO42-，增大pH，氢离子浓度减小，平衡正向移动，CrO42-含量变大，故a正确；b．K只与温度有关，其他条件不变，增大压强，吸收塔中反应的K不变，故b错误；c．理论上看，SO32-、Fe2+等具有还原性，+6价铬元素的化合物具有氧化性，也可以用于除去Cr(+6)，故c正确；故答案为：b；

(2)30min前反应正向进行，温度高，反应速率快，反应物的转化率增大，80℃的Cr(+6)去除率比40℃高，30min后，80℃条件下的反应达到平衡状态，反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，80℃的Cr(+6)去除率低，故答案为：30min后反应达到平衡状态，反应为放热反应，升温平衡逆向移动，80℃的Cr(+6)去除率低；

Ⅱ、(1)因NaCl为电解质，加入适量的NaCl可增强溶液的导电能力，故答案为：增强溶液的导电能力；

(2)Fe为阳极，为活性电极，则铁失去电子生成Fe2+，所以阳极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故答案为：Fe-2e-=Fe2+。