Question

【题目】重铬酸钾常用作有机合成的氧化剂和催化剂等。由含铬废液（主要含等）制备的流程如图所示。

已知：Ⅰ在酸性条件下，能将还原为

Ⅱ. 的氧化性强于

Ⅲ. 相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
	4.9	6.8
	1.5	2.8

回答下列问题：

（1）向含铬废水中加入调节，目的是__________。

（2）写出“氧化”步骤中反应的例子方程式_________。

（3）“加热”操作的目的是________。

（4）“酸化”过程中发生反应已知，“酸化”后溶液中则溶液中=________。

（5）“结晶”后得到产品0.3000g，将其溶解后用稀酸化，再由浓度为标准溶液滴定，滴定终点消耗标准溶液的体积为600mL，则产品的纯度为________。

（6）在存在下，可利用微生物电化学技术实现含苯酚废水的有效处理，其工作原理如图所示。

①负极的电极反应式为_________；

②处理过程中，需严格控制正极附近的pH，理由是_________

Answer 1

【答案】保证Cr3+沉淀完全 2Cr(OH)3+3H2O2+4KOH=2K2CrO4+8H2O 分解除去过量的H2O2，防止酸化过程中H2O2将Cr2O72还原 2.0×107mol/L 98% C6H5OH+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+ 若pH过小，无法形成Cr(OH)3沉淀，若pH过大，Cr2O72会转化为CrO42，氧化性减弱，处理效果不好

【解析】

含铬废液(主要含Cr3+、Fe3+、K+、SO42-等)制备K2Cr2O7的流程：废液与足量KOH调节pH值为7~8，反应生成沉淀Cr(OH)3、Fe(OH)3，过滤得到滤渣①Cr(OH)3、Fe(OH)3混合物，除去K+、SO42-等离子，碱性条件下在滤渣中加入过氧化氢氧化Cr(OH)3生成K2CrO4，过滤除去Fe(OH)3，得到K2CrO4滤液②，加热除去过量过氧化氢，防止后续加酸时H2O2能将Cr2O72-还原为Cr3+，加酸调pH=1，使K2CrO4溶液转化为K2Cr2O7溶液，蒸发结晶得到K2Cr2O7晶体，以此解答。

(1)结合金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围，向含铬废水中加入KOH调节pH值为7~8，目的是保证Cr3+沉淀完全；

(2)结合分析，“氧化”步骤中，碱性条件下，过氧化氢氧化Cr(OH)3生成K2CrO4溶液，结合电子守恒、原子守恒有化学方程式为：2Cr(OH)3+3H2O2+4KOH=2K2CrO4+8H2O；

(3)因为在酸性条件下，H2O2能将Cr2O72还原为Cr3+，为防止后续“酸化”步骤中H2O2将Cr2O72还原为Cr3+而混入杂质，所以酸化之前必须除去H2O2，并且H2O2对热不稳定、易分解，通过加热可除去；

(4)“酸化“过程中发生的反应为2CrO42+2H+Cr2O72+H2O(K=4.0×1014L3mol3)，酸化”过程中pH=1，即c(H+)=0.1mol/L，c(Cr2O72)=0.16molL1，K==4×1014，解得c(CrO42)=2.0×107molL1；

(5)结合氧化还原反应电子得失守恒规律，反应关系为：K2CrO4~6(NH4)2Fe(SO4)2，n(K2CrO4)=n[(NH4)2Fe(SO4)2]=×0.01mol/L×0.6L=0.001mol，则产品的纯度为×100%=98%；

(6)①由图可知，负极发生氧化反应，C6H5OH失去电子生成CO2，根据电子守恒、电荷守恒和原子守恒，负极的电极反应式为C6H5OH+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+；

②正极附近若pH过小，无法形成Cr(OH)3沉淀，若pH过大，Cr2O72会转化为CrO42，氧化性减弱，处理效果不好。