Question

含铬化合物有毒，对人畜危害很大．因此含铬废水必须进行处理才能排放．
已知：
（1）在含+6价铬的废水中加入一定量的硫酸和硫酸亚铁，使+6价铬还原成+3价铬；再调节溶液pH在6～8之间，使Fe³⁺和Cr³⁺转化为Fe（OH）₃、Cr（OH）₃沉淀而除去．
①写出Cr₂O与FeSO₄溶液在酸性条件下反应的离子方程式：______．
②用离子方程式表示溶液pH不能超过10的原因：______．
（2）将含+6价铬的废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入适量的氯化钠进行电解．阳极区生成的Fe²⁺和Cr₂O发生反应，生成的Fe³⁺和Cr³⁺在阴极区与OH^-结合成氢氧化物沉淀而除去．
①写出阴极的电极反应式：______．
②电解法中加入氯化钠的作用是______．
（3）铬化学丰富多彩，由于铬光泽度好，常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各种性能的不锈钢，CrO₃大量地用于电镀工业中．
①CrO₃具有强氧化性，遇到有机物（如酒精）时，猛烈反应以至着火，若该过程中乙醇被氧化成乙酸，CrO₃被还原成绿色的硫酸铬[Cr₂（SO₄）₃]．则该反应的化学方程式为______．
②CrO₃的热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如图所示，则B点时剩余固体的成分是______（填化学式）．

Answer 1

解：（1）二价铁离子有还原性，Cr₂O₇^2-有强氧化性，二者能发生氧化还原反应，二价铁离子被氧化成三价铁离子，Cr₂O₇^2-被还原为Cr³⁺，反应方程式为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2 Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
②由题意可知，当pH超过10即c（OH^-）≥10^-4mol?L^-1时，Cr（OH）₃转变成CrO₂^-：Cr（OH）₃+OH^-═CrO₂^-+2H₂O，
故答案为：Cr（OH）₃+OH^-═CrO₂^-+2H₂O；
（2）①将含+6价铬的废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入适量的氯化钠进行电解，阳极上铁失电子生成二价铁离子，阴极上氢离子得电子生成氢气，电极反应式为：2H⁺+2e^-═H₂↑或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，
故答案为：2H⁺+2e^-═H₂↑或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-；
②水是弱电解质，所以蒸馏水的导电能力很小，氯化钠是强电解质，在水中能完全电离导致溶液阴阳离子浓度增大，所以能增强溶液导电性，故答案为：增强溶液导电性．
（3）①CrO₃具有强氧化性，遇到有机物（如酒精）时，乙醇被氧化成乙酸，碳的平均化合价从-2价升高到0，1个乙醇化合价变化4，CrO₃被还原成绿色的硫酸铬[Cr₂（SO₄）₃]，铬的化合价从+6价降低到+3价，1个CrO₃化合价变化3，两者的最小公倍数是12，再根据原子守恒得：4CrO₃+3C₂H₅OH+6H₂SO₄=2Cr₂（SO₄）₃+3CH₃CO0H+9H₂O，
故答案为：4CrO₃+3C₂H₅OH+6H₂SO₄=2Cr₂（SO₄）₃+3CH₃CO0H+9H₂O；
②设CrO₃的质量为100g，则CrO₃中铬元素的质量为：100g×=52g，B点时固体的质量为：100g×76%=76g，Co的质量没有变，所以生成物中Co的质量为52g，氧元素的质量为16，两者的个数比为：=2：3，所以B点时剩余固体的成分是Cr₂O₃，故答案为：Cr₂O₃．
分析：（1）①二价铁离子有还原性，Cr₂O₇^2-有强氧化性，二者能发生氧化还原反应，根据电子得失配平；
②由题意可知，当pH超过10即c（OH^-）≥10^-4mol?L^-1时，Cr（OH）₃转变成CrO₂^-，
（2）①阴极上氢离子放电生成氢气；
②水是弱电解质，导电性能较差，氯化钠是强电解质能增强水的导电性；
（3）①根据化合价升降总数相等以及原子守恒来解答；
②根据质量守恒定律，在变化过程中，Co的质量没有变，求出氧原子和铬原子的个数比即可；
点评：本题考查了离子方程式和电极反应式的书写，难度不大，注意（3）②题中，在变化过程中，Co的质量没有变，是解题的关键．