题目内容

【题目】铬是常见的过渡金属之一,研究铬的性质具有重要意义。

1在右图装置中,观察到装置甲铜电极上产生大量的无色气体; 而装置乙中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量红棕色气体。由此可得到的结论是__________________

2工业上使用下图装置,采用石墨作电极电解Na2CrO4溶液,使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,其转化原理为_____________________________________

3CrO3K2Cr2O7均易溶于水,它们是工业废水造成铬污染的主要原因。要将Cr(Ⅵ)转化为Cr (Ⅲ) 常见的处理方法是电解法和铁氧磁体法。

电解法: 将含Cr2O72- 的废水通入电解槽内,用铁作阳极,在酸性环境中,加入适量的NaCl 进行电解,使阳极生成的Fe2+Cr2O72- 发生反应,其离子方程式为_______________。阴极上Cr2O72- H+Fe3+都可能放电。若Cr2O72- 放电,则阴极的电极反应式为_________; H+放电,则阴极区形成Fe(OH)3Cr(OH)3沉淀,已知:Cr3+Cr(OH)3CrO2-,则阴极区溶液pH 的范围为_________

铁氧磁体法: 在含Cr (Ⅵ) 的废水中加入绿矾,在pH<4时发生反应使Cr (Ⅵ) 转化为Cr (Ⅲ),调节溶液pH 6~8,使溶液中的Fe (Ⅱ)F e(Ⅲ)Cr (Ⅲ)析出组成相当于Fe(Ⅱ) [Fe(Ⅲ)x·Cr (Ⅲ)2-x] O4(铁氧磁体) 的沉淀,则铁氧磁体中x=_________若废水中Cr (Ⅵ) CrO3,用该法除去废水中的Cr (Ⅵ),加入的FeSO4·7H2O CrO3的质量比为_________

【答案】 由装置甲知铬的金属活动性比铜强由装置乙知常温下铬在浓硝酸中钝化 阳极4OH-4e = O22H2O,使 c(H+)增大,从而导致2CrO42-+2H+Cr2O72- + H2O反应发生 Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14H+2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O Cr2O72- + 6e-+ 14H+2Cr3+ + 7H2O 8<pH<10(或10>pH>8 1.5 13.9

【解析】本题主要考查氧化还原反应方程式的书写和计算。

1)由此可得到的结论是由装置甲知铬的金属活动性比铜强;由装置乙知常温下铬在浓硝酸中钝化

2其转化原理为阳极4OH-4e = O22H2O,使 c(H+)增大,从而导致2CrO42-+2H+Cr2O72- + H2O反应发生

3①使阳极生成的Fe2+Cr2O72-发生反应,其离子方程式为Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2OCr2O72-放电,则阴极的电极反应式为Cr2O72- + 6e-+ 14H+2Cr3+ + 7H2OH+放电,则阴极区形成Fe(OH)3Cr(OH)3沉淀,c(OH) 10-6mol/LpH8c(OH) ≤10-4mol/LpH10则阴极区溶液pH的范围为8pH10

②根据电子守恒,Fe(Ⅱ)[Fe(Ⅲ)x·Cr(Ⅲ)2-x]O4(铁氧磁体)的沉淀中Fe(ⅡI)Cr(Ⅲ)2-x数目比为3:1x/(2-x)=3:1x=1.5加入的FeSO4·7H2OCrO3的物质的量比为(1+x):(2-x)=5:1质量比为(278×5):100=13.9

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