Question

【题目】重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。已知部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表

氢氧化物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2	Al(OH)3	Cr(OH)3
pH	3.7	9.6	11.1	8	9(＞9溶解)

I.某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，且酸性较强。为回收利用，通常采用如下流程处理：

（1）氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是________(填序号)。

a.Na2O2　　b.HNO3　　c.FeCl3　　d.KMnO4

（2）加入NaOH溶液调溶液pH=8时，除去的离子是________(填序号)；已知钠离子交换树脂的原理：Mn++nNaRMRn+nNa+，此步操作被交换除去的杂质离子__________(填序号)。

a.Fe3+　　b.Al3+　　c.Ca2+　　d.Mg2+

II.酸性条件下，铬元素主要以Cr2O72-形式存在，工业上常用电解法处理含Cr2O72-的废水。该法用Fe、石墨分别作电极电解含Cr2O72-的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3和Fe(OH)3

（3）电解时连接铁棒的一极是电源的_________极。

（4）写出电解时阳极的电极反应式____________________；阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式为______________________________；

（5）常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp=1×10-32，溶液的pH应为________时才能使c(Cr3+)降至1×10-5molL-1

Answer 1

【答案】 a ab cd 正 Fe-2e-=Fe2+ Cr2O72-+6Fe2++14H+==2Cr3++6Fe3++7H2O 5

【解析】I．某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，加双氧水把亚铁离子氧化为铁离子，同时Cr3+被氧化为Cr2O72-，加氢氧化钠调节pH=8，则Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，过滤，滤液中主要含有Cr2O72-、Ca2+和Mg2+等，通过钠离子交换树脂，除去Ca2+和Mg2+，然后加Na2S2O3把Cr2O72-还原为8Cr3+，再调节pH得到Cr(OH)(H2O)5SO4。

(1)加氧化剂主要目的是把亚铁离子氧化为铁离子，同时不能引入新的杂质，所以可以用Na2O2代替H2O2，故选a；

(2)根据表中数据可知，pH=8时，Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，则Fe3+、Al3+被除去，故选ab；通过钠离子交换树脂，除去Ca2+和Mg2+，故选cd，故答案为：ab；cd；

II．(3)根据题意，用Fe、石墨分别作电极电解含Cr2O72-的酸性废水，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3和Fe(OH)3，则阴极发生氢离子的放电生成氢气，阳极铁失去电子生成亚铁离子，生成的亚铁离子被Cr2O72-氧化，因此电解时连接铁棒的一极是电源的正极，故答案为：正；

(4)根据上述分析，电解时阳极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+==2Cr3++6Fe3++7H2O，故答案为：Fe-2e-=Fe2+；Cr2O72-+6Fe2++14H+==2Cr3++6Fe3++7H2O；

(5)Cr2O72-具有强氧化性，可以将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为2Cr3+，反应的实质是：6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O，故答案为：6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O；

(3)当c(Cr3+)=10-5mol/L时，溶液的c(OH-)==10-9 mol/L，c(H+)═=10-5mol/L，pH=5，即要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，溶液的pH应调至5，故答案为：5。