Question

【题目】工业废水中含有流失的生产用料、中间产物和产品，以及生产过程中产生的污染物。随着工业的迅速发展，废水的排放量迅速增加，严重威胁人类的健康和安全，工业废水的处理比城市污水的处理更为重要。下图是含铬工业废水和含氰废水的处理流程：

请回答下列问题：

(1)电镀废水中的铬主要以CrO42—形式存在，其中Cr元素的化合价为 。

(2)酸性条件下，CrO42—极易被还原剂还原为毒性较小的Cr3+。图中“反应Ⅰ”的离子方程式为 。

(3)pH>10时，“反应Ⅱ”中的NaClO可快速地将氰离子(CN—)氧化为无毒的两种物质，这两种物质是 、 (写化学式)；若pH<8.5，则生成剧毒的CNCl气体(沸点13.1℃),写出该反应的离子方程式 。

(4)经过“反应Ⅰ”和“反应Ⅱ”将两种废水混合的目的是 。

(5)含氰废水及含铬废水可以通过电化学的方法进行无害化处理。

①可采用惰性电极对含氰废水进行电解，氰离子在碱性条件下被氧化为无毒的物质，该电解工艺中，阳极电极反应式是 。

②电解法处理酸性含铬废水(若铬元素以Cr2O72—形式存在)时，以铁板和石墨作电极，处理过程中存在反应Cr2O72—+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。则阳极的电极反应式为 ，当有1 mol Cr2O72—被还原时，电路中转移的电子为 mol。

Answer 1

【答案】

(1)+6 ；

(2)2CrO42—+3SO32—+10H+=2Cr3++3SO42—+5H2O；

(3)N2、CO32—(或答N2、Na2CO3) ；CN—+ClO—+H2O=CNCl+2OH—；

(4)使两个反应中过量的氧化剂和还原剂反应，以及发生中和反应。

(5)①2 CN—+12OH——10e—=2 CO32—+N2↑+6H2O②Fe—2e—= Fe2+ ；12

【解析】

试题分析：(1)由化合价代数和为0可知CrO42-中Cr元素的化合价为 + 6价，故答案为： + 6；

(2)亚硫酸钠具有还原性，与CrO42-发生氧化还原反应生成Cr3 + 和硫酸钠，反应的离子方程式为2CrO42- + 3SO32- + 10H + = 2Cr3 + + 3SO42- + 5H2O，故答案为：2CrO42- + 3SO32- + 10H + = 2Cr3 + + 3SO42- + 5H2O；

(3)碱性条件下，NaClO将CN-氧化为碳酸根和氮气，碱性条件下生成生成碳酸根离子，反应方程式为：5ClO- + 2CN- + 2OH- = 2CO32- + N2↑ + 5Cl- + H2O，若pH＜8.5，则生成剧毒的CNCl气体，反应的离子方程式为CN- + ClO- + H2O = CNCl + 2OH-，故答案为：N2、CO32；CN- + ClO- + H2O = CNCl + 2OH-；

(4)反应Ⅰ、Ⅱ、分别为酸性、碱性，混合可发生中和反应，且分别含有还原性、氧化性物质，可发生氧化还原反应，经过“反应Ⅰ”和“反应Ⅱ”将两种废水混合，可使两个反应中过量的氧化剂和还原剂反应，以及发生中和反应，故答案为：使两个反应中过量的氧化剂和还原剂反应，以及发生中和反应；

(5)①氰离子在碱性条件下被氧化为无毒的物质，应被氧化生成氮气，为阳极反应，电极方程式为2 CN- + 12OH--10e- = 2 CO32- + N2↑ + 6H2O，故答案为：2 CN- + 12OH--10e- = 2 CO32- + N2↑ + 6H2O；

②铁为阳极，可被氧化生成亚铁离子，电极方程式为Fe-2e- = Fe2 + ，反应的关系式为6Fe ～12e- ～ 6Fe2 + ～ Cr2O72-，当有1mol Cr2O72-被还原时，有12mol电子转移，故答案为：Fe-2e- = Fe2 + ；12。