Question

重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。

Ⅰ.某工业废水中主要含有Cr^3＋，同时还含有少量的Fe^3＋、Al^3＋、Ca^2＋和Mg^2＋等，且酸性较强。为回收利用，通常采用如下流程处理：

注：部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表。

氢氧化物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2	Al(OH)3	Cr(OH)3
pH	3.7	9.6	11.1	8	9(>9溶解)

(1)氧化过程中可代替H₂O₂加入的试剂是________(填序号)。

A．Na₂O₂  B．HNO₃  C．FeCl₃  D．KMnO₄

(2)加入NaOH溶液调整溶液pH＝8时，除去的离子是________；已知钠离子交换树脂的原理：M^n＋＋nNaR—→MR_n＋nNa^＋，此步操作被交换除去的杂质离子是__________。

A．Fe^3＋  B．Al^3＋  C．Ca^2＋  D．Mg^2＋

(3)还原过程中，每消耗0.8 mol Cr₂O转移4.8 mol e^－，该反应离子方程式为________________________________________________________________________。

Ⅱ.酸性条件下，六价铬主要以Cr₂O形式存在，工业上常用电解法处理含Cr₂O的废水：

该法用Fe作电极电解含Cr₂O的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)₃溶液。

(1)电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？________(填“能”或“不能”)，理由是________________________________________________________________________。

(2)电解时阳极附近溶液中Cr₂O转化为Cr^3＋的离子方程式为__________________________

______________________________________________。

(3)常温下，Cr(OH)₃的溶度积K_sp＝1×10^－32，溶液的pH应为________时才能使c(Cr^3＋)降至10^－5 mol·L^－1。

Answer 1

答案　Ⅰ.(1)A

(2)AB　CD

(3)3S₂O＋4Cr₂O＋26H^＋===6SO＋8Cr^3＋＋13H₂O

Ⅱ.(1)不能　因阳极产生的Cu^2＋不能使Cr₂O还原到低价态

(2)Cr₂O＋6Fe^2＋＋14H^＋===2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O

(3)5

解析　Ⅰ.(1)加入的氧化剂不能引入难处理的杂质离子，B项中引入NO，D项引入MnO、Mn^2＋。

(2)由表格信息可知，Fe^3＋完全沉淀的pH＝3.7，Al^3＋完全沉淀的pH＝8，因而当加NaOH调pH＝8时，Al^3＋、Fe^3＋完全沉淀；此工艺流程的最终目的要获得Cr(OH)(H₂O)₅SO₄，还应将Mg^2＋、Ca^2＋除去，因而钠离子交换树脂除去的是Ca^2＋和Mg^2＋。

(3)还原过程中，1 mol Cr₂O得到电子数＝mol＝6 mol，知其还原产物为Cr^3＋，S₂O的氧化产物为SO。

Ⅱ.(1)电解法是用Fe提供还原剂Fe^2＋，同时提高溶液的pH。

(3)c(OH^－)＝＝mol·L^－1＝1×10^－9mol·L^－1，所以pH＝5。