Question

（8分）工业上为了处理含Cr₂O₇^2－离子的酸性废水，采用以下处理方法：

①往工业废水中加入适量食盐。

②以铁作为阳极进行电解。

③鼓入空气。经过一段时间后，使废水中含铬量降到可排放的标准。

请用已学过的化学知识解释处理含Cr₂O₇^2－离子的工业废水的原因。

注：Fe(OH)₃开始沉淀的pH为2.7，沉淀完全的pH为3.7。Fe(OH)₂开始沉淀的pH为7.6，沉淀完全的pH值为9.6，并且Fe(OH)₂呈絮状，不易从溶液除去。

Answer 1

选择以铁做阳极：以Fe为阳极，电极反应式为：

阳极 Fe－2e＝Fe²⁺；阴极 2H⁺＋2e＝H₂↑

加入少量食盐，是增加污水中离子浓度，增强导电能力。以生成的Fe²⁺为还原剂，在酸性溶液中与Cr₂O₇^2－离子发生氧化还原反应，离子方程式略。

这样Cr₂O₇^2－离子被还原成Cr³⁺。在电解过程中，由于H⁺在阴极不断放电，打破了水的电离平衡、促进水的电离，溶液的pH值上升，溶液中的阳离子以Cr(OH)₃、Fe(OH)₂、Fe(OH)₃形成沉淀。

由信息可知，Fe(OH)₂开始沉淀的pH为7.6，沉淀完全的pH值为9.6，并且Fe(OH)₂呈絮状沉淀不便分离，不易从溶液中除去。根据已学的知识，Fe(OH)₂极易被O₂氧化，所以在处理过程中鼓入空气，让空气中O₂充分与Fe(OH)₂反应（反应方程式略），成为容易分离的Cr(OH)₃、Fe(OH)₃，使废水含铬量降到可排放标准。