题目内容

工业上+6价 的Cr含量不能大于0.5mg·L-1,为了达到废水排放标准,工业上处理含

①往工业废水中加入适量的NaCl(1~2g·L-1);②以铁电极进行电解,经过一段时间后有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成;③过滤回收沉淀,废水达到排放标准。试回答:

(1)写出电解时的电极反应,阳极______阴极______。

(3)电解过程中Cr(OH)3,Fe(OH)3沉淀是怎样产生的?______。

(4)能否将电极改为石墨电极?为什么?______。

【答案】(1)阳极Fe-2e=Fe2+,阴极2H++2e=H2↑。

(3)因H+放电,破坏了水的电离平衡,产生的OH-与溶液中的Fe3+,Cr3+生成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀。

(4)不能,因用石墨电极,阳极Cl-放电,不能产生还原剂Fe2+,

 

【解析】 本题是一道电解实际应用题。电解阳极阴离子的放电顺序是:硫离子、碘离子、溴离子、氯离子……,由于忽略了非惰性金属电极放电先于溶液中阴离子放电,因此将阳极反应写为:2Cl--2e=Cl2↑。另一种误解是认为,既然是铁电极放电,其电极反应为:Fe-3e=Fe3+,忽略了电极铁是过量的,因此阳极的电极反应应为:Fe-2e=Fe2+。溶液中的阳离子流向阴极,其放电反应应是:2H++2e=H2↑,而重铬酸根离子应流向阳极,不在阴极放电。

溶液中存在具有氧化性的重铬酸根离子和具有还原性的亚铁离子,重铬酸根离子在酸性条件下氧化能力更强,本身在该条件下还原成铬离 子。

电极反应和氧化还原反应大量消耗氢离子,使水进一步电离,溶液中氢氧根离子浓度大大增大,与Fe3+,Cr3+生成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀。

若改用石墨电极,溶液中没有还原性物质,重铬酸根离子不能被还原,因此也无法排除回收而达到解污净化作用。

练习册系列答案
相关题目
电镀含铬废水的处理方法较多.
Ⅰ.某工业废水中主要含有Cr3+,同时还含有少量的Cu2+、Fe2+、Fe3+和Al3+等,且酸性较强.为回收利用,通常采用如下流程处理:

已知:
(1)Cr(OH)3
NaOH
NaCrO2
Cl2
Na2CrO4
酸化
Na2Cr2O7
(2)Cu(OH)2能溶于氨水:Cu(OH)2+4NH3?H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
请回答:(1)操作Ⅰ的名称
过滤
过滤
,上述操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相同,进行该实验操作所需要的主要玻璃仪器除烧杯、漏斗外,还有
玻璃棒
玻璃棒
.
(2)滤渣Ⅰ的主要成分为
Cu(OH)2、Fe(OH)3
Cu(OH)2、Fe(OH)3
(写化学式),试剂乙的名称
氨水
氨水
.
(3)加入试剂甲的目的
将Fe2+氧化成Fe3+
将Fe2+氧化成Fe3+
.
(4)废水处理流程中生成滤渣Ⅲ的离子方程式:
AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
.
Ⅱ.酸性条件下,六价铬主要以Cr2O72-形式存在.工业上用以下方法处理处理含Cr2O72-的废水:①往废水中加入适量的NaCl,搅拌均匀;②用Fe为电极进行电解,经过一段时间,最后有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.
(5)电解时能否用Cu电极来代替Fe电极?
不能
不能
(填“能”或“不能”),理由是
因阳极产生的Cu2+不能使Cr2O72-还原到低价态
因阳极产生的Cu2+不能使Cr2O72-还原到低价态
.
(6)已知某含Cr2O72-的酸性工业废水中铬元素的含量为104.5mg/L,处理后铬元素最高允许排放浓度为0.5mg/L.处理该废水1000m3并达到排放标准,至少消耗铁的质量为
336
336
kg.
(2012?醴陵市模拟)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.
(1)CrO3具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,猛烈反应以至着火,若在硫酸溶液中乙醇被氧化成乙酸,CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3].则该反应的离子方程式为
4CrO3+3CH3CH2OH+12H+═4Cr3++3CH3COOH+9H2O
4CrO3+3CH3CH2OH+12H+═4Cr3++3CH3COOH+9H2O
.
(2)存在平衡:2CrO42ˉ(黄色)+2H+?Cr2O72ˉ(橙色)+H2O
①若平衡体系的pH=2,则溶液显
橙色
橙色
色.
②能说明该反应达平衡状态的是
bc
bc
.
a.Cr2O72ˉ和CrO42ˉ的浓度相同
b.2V正(Cr2O72ˉ)=V逆(CrO42ˉ)
c.溶液的颜色不变
(3)在图装置中,观察到图1装置铜电极上产生大量的无色气泡,而图2装置中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气体.由图1知金属铬的活动性比铜
强
强
(填强,弱),图2装置中铬电极的电极反应式:
NO3-+4H++3eˉ=NO↑+2H2O
NO3-+4H++3eˉ=NO↑+2H2O
.

(4)CrO3和K2Cr2O7均易溶于水,这是工业上造成铬污染的主要原因.净化处理方法之一是将含+6价Cr的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的NaCl进行电解:阳极区生成的Fe2+和Cr2O72ˉ发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OHˉ结合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去[已知KspFe(OH)3=4.0×10-38,KspCr(OH)3=6.0×10-31].
①电解过程中NaCl的作用是
增强溶液的导电性
增强溶液的导电性
.
②已知电解后的溶液中c(Fe3+)为2.0×10-13mol/L,则溶液中c(Cr3+)为:
3.0×10ˉ6
3.0×10ˉ6
mol/L.

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