Question

工业上处理含有Cr₂O₇^2－的酸性工业废水，通常有两种处理方法。第一种方法是：先加入绿矾（FeSO₄·7H₂O），把废水中的Cr₂O₇^2－还原成Cr³⁺离子，再加入过量的石灰水，使Cr³⁺转变为Cr（OH）₃沉淀。第二种方法是：①往工业废水里加入适量的NaCl，搅拌均匀；②用Fe为电极进行电解，经过一段时间有Cr（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀产生；③过滤回收沉淀，废水达到排放标准。试回答：
（1）电解时的电极反应:阳极                     ，阴极                           。
（2）Cr₂O₇^2－转变成Cr³⁺的离子反应方程式：                              。
（3）采用第二种方法时，往工业废水里加入适量的NaCl的目的是                      。
（4）能否用石墨电极来代替Fe电极？       （填“能”或“不能”），简述理由：
                                                                     。

Answer 1

（1）Fe－2e^－＝Fe²⁺（1分） 2H⁺+2e^－＝H₂↑（1分）
（2）6Fe²⁺+ Cr₂O₇^2－+14H⁺ ＝ 6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O（2分）
（3）增强溶液（或废水）的导电性。（1分）
（4）不能，因为阳极不能产生能将Cr₂O₇^2－还原到Cr³⁺的Fe²⁺。（2分）
解析:由于Cr（Ⅵ）的化合物毒性远高于Cr（Ⅲ）化合物，将Cr（Ⅵ）转化为Cr（Ⅲ），对废水进行处理是电化学知识在实际生活中的具体运用。在处理有关问题时，应注意思维的有序性：首先应考虑，溶液中阴阳离子在外电场作用下的定向迁移；然后再考虑阴阳两极按放电顺序可能发生的电极方程式。阴极：2H⁺+2e^－＝H₂↑，阳极：Fe－2e^－＝Fe²⁺，产生的Fe²⁺在向阴极迁移的过程中与向阳极迁移的Cr₂O₇^2－相遇，发生氧化还原反应：6Fe²⁺+ Cr₂O₇^2－+14H⁺ ＝ 6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，使Cr₂O₇^2－转化为Cr³⁺，同时Fe²⁺也转化为Fe³⁺。在以上电解的阴极反应及Fe²⁺与Cr₂O₇^2－的氧化还原反应中都消耗了大量的H⁺，溶液的pH不断变大，有利于Fe³⁺，Cr³⁺生成相应的Fe（OH）₃、Cr（OH）₃沉淀。若将Fe电极改成为石墨电极，由于不能产生的Fe²⁺，而不能将Cr₂O₇^2－转化为毒性较低的Cr³⁺，显然是不行的。

略