Question

【题目】铬是一种银白色的坚硬金属，铬的工业用途很广，主要有金属加工、电镀、制革行业，这些行业排放的废水和废气是环境中的主要污染源。请回答下面与铬有关的一些问题。

(1)工业上冶炼铬的主要步骤如图1所示：

①已知步骤Ⅱ的反应方程式为：8Na2CrO4+6Na2S+23H2O=8Cr(OH)3↓+3Na2S2O3+22NaOH。该反应中氧化剂是___(填化学式)，生成1molCr(OH)3时转移电子的物质的量为___mol；

②步骤IV中电解Cr2O3的阳极反应式为___；

(2)某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意图如图2，A为电源的___(填“正极”“负极”)，阳极区溶液中发生的氧化还原反应为___。

(3)化学需氧量(COD)可量度水体受有机物污染的程度。它是在强酸并加热条件下，用K2Cr2O7作强氧化剂处理水样时所消耗的K2Cr2O7的量，换算成相当于O2的含量(以mg/L计)。某研究性学习小组测定某水样的化学需氧量(COD)，过程如下：

Ⅰ.取VamL水样于锥形瓶，加入10.00mL0.2500mol/L K2Cr2O7溶液；

Ⅱ.加碎瓷片少许，然后慢慢加入少量硫酸，混合均匀，加热；

Ⅲ.反应完毕后，冷却，加指示剂，用cmol/L的硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定。终点时消耗硫酸亚铁铵溶液VbmL(此步操作的目的是用Fe2+把多余的Cr2O72-反应成Cr3+)。

①Ⅰ中，量取K2Cr2O7溶液的仪器是___；

②Ⅱ中，碎瓷片的作用是___；

③该水样的化学需氧量COD=___(用含c、Va、Vb的表达式表示)。

Answer 1

【答案】Na2CrO4 3 2O2--4e-=O2↑ 正极 Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 酸式滴定管(或移液管) 防止暴沸 8000×

【解析】

(1)①根据化合价升降法判断、计算；

②步骤IV中电解Cr2O3的阳极反应为氧离子失去电子生成氧气；

(2)由图可知，B端生成氢气，则B端氢离子得到电子，B为负极，A为正极；阳极反应生成的Fe2+与Cr2O72-发生氧化还原反应；

(3)①K2Cr2O7溶液具有氧化性；

②碎瓷片可防止液体剧烈沸腾；

③根据转移电子数目相等计算。

(1)①8Na2CrO4+6Na2S+23H2O=8Cr(OH)3↓+3Na2S2O3+22NaOH中，Cr元素的化合价由+6价降低为+3价，则Na2CrO4为氧化剂，反应中生成1mol Cr(OH)3时转移电子1mol×(6-3)=3mol；

②步骤IV中电解Cr2O3的阳极反应为氧离子失去电子生成氧气，阳极反应式为2O2--4e-=O2↑；

(2)由图可知，B端生成氢气，则B端氢离子得到电子，B为负极，A为正极；阳极反应式为Fe-2e-=Fe2+，Fe2+与Cr2O72-发生氧化还原反应，则阳极区发生的氧化还原反应为Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；

(3)①K2Cr2O7溶液具有氧化性，能腐蚀橡胶管，则量取K2Cr2O7溶液的仪器为酸式滴定管或移液管；

②碎瓷片可防止液体剧烈沸腾，其作用为防止暴沸；

③I中废水中还原性物质与K2Cr2O7溶液发生氧化还原反应，Ⅲ中Fe2+把多余的Cr2O72-反应成Cr3+，由电子守恒可知，VamL废液中还原性物质失去的电子为0.01L×0.25mol/L×2×3-cmol/L×Vb×10-3L=mol，由电子守恒，O2的含量n(O2)=mol，则COD=mol ×32g/mol×1000mg/g÷(Va×10-3L)=mg/L。