题目内容

工业上为了处理含有的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量的NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准．请回答下列问题：

(1)两极发生的电极反应式

(2)写出变为Cr3+的离子方程式________．

(3)工业废水由酸性变为碱性的原因是________．

(4)________(填“能”或“不能”)改用石墨电极，原因是________．

答案：
解析：

　　

　　


提示：

　　命题意图：以含铬废水处理为载体考查电解知识中阴阳极材料的选择及氧化还原方程式的书写，要求考生有较强的分析问题能力、知识迁移能力．

　　小结：掌握电极方程式的书写，分析清楚除铬原理即能完美解题．


练习册系列答案
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（2012?朝阳区二模）重铬酸钠俗称红矾钠（Na2Cr2O7?2H2O）是重要的化工产品和强氧化剂．工业制备的流程如下：

请回答：
（1）已知Fe（CrO2）2中铬元素是+3价，则Fe（CrO2）2中铁元素是
+2
+2
价．
（2）化学上可将某些盐写成氧化物的形式，如Na2SiO3可写成Na2O?SiO2，则Fe（CrO2）2可写成
FeO?Cr2O3
FeO?Cr2O3
．
（3）煅烧铬铁矿时，矿石中难溶的Fe（CrO2）2生成可溶于水的Na2CrO4，反应化学方程式如下：
4Fe（CrO2）2+8Na2CO3+7O2=2Fe2O3+8Na2CO4+8CO2
为了加快该反应的反应速率，可采取的措施是
粉碎矿石、升高温度
粉碎矿石、升高温度
．
（4）已知CrO42-在不同的酸性溶液中有不同的反应，如：
2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O；      
3CrO42-+4H+=Cr3O102-+2H2O
①往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是
少量不能除尽Na2CO3等杂质，过量会生成Na2Cr3O10等副产物
少量不能除尽Na2CO3等杂质，过量会生成Na2Cr3O10等副产物
．
②混合溶液乙中溶质的化学式是
Na2Cr2O7和Na2SO4
Na2Cr2O7和Na2SO4
．
（5）+3、+6价铬都有很强的毒性，+6价铬的毒性更高，可诱发肺癌和鼻咽癌，所以制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O72-必须除去．
工业上可用电解法来处理含Cr2O72-的废水，如图为电解装置示意图（电极材料分别为铁和石墨）．通电后，Cr2O72-在b极附近转变为Cr3+，一段时间后Cr3+最终可在a极附近变成Cr（OH）3沉淀而被除去．
a电极的电极反应式是
2H++2e-=H2↑
2H++2e-=H2↑
，b电极附近反应的离子方程式是
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
．
（2013?浦东新区二模）重铬酸钠俗称红矾钠（Na2Cr2O7?2H2O）是重要的化工产品和强氧化剂．工业上通过煅烧铬铁矿制取，其反应如下：
反应Ⅰ4Fe（CrO2）2+8Na2CO3+7O2→2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2
反应Ⅱ2CrO42-+2H+→Cr2O72-+H2O
反应Ⅲ3CrO42-+4H+→Cr3O102-+2H2O（副反应）
（1）上述反应中不属于氧化还原反应有
2
2
个．已知Fe（CrO2）2中铬元素是+3价，关于反应Ⅰ的下列说法中正确的是
cd
cd
．
a．被氧化的元素只有+3的Cr，被还原的元素只有0价的O
b．氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：7
c．每生成1molCO2，转移3.5mol电子
d．每摩尔+3的Cr能还原0.75mol氧气
（2）+6价铬的毒性很强，制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O72-，可以用绿矾除去．测得反应后的溶液中含Cr3+、Fe2+、Fe3+、H+等阳离子．写出该反应的离子方程式并标出电子转移的方向和数目：
．
（3）某厂废水中含1.00×10-3mol/L的Cr2O72-，其毒性较大．某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0．5Fe1.5FeO4 （Cr的化合价为+3，Fe的化合价依次为+3、+2）．欲使1L该废水中的Cr2O72-完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4．理论上需要加入
2.78
2.78
g FeSO4?7H2O．
物质的转化关系如图1所示（有的反应可能在水溶液中进行）．其中甲为淡黄色固体化合物，乙为金属单质，G为酸，乙在G的浓溶液中发生钝化，用两根玻璃棒分别蘸取化合物A、G的浓溶液并使它们接近，有大量白烟生成．请回答下列问题：

请回答些列问题：
（1）写出甲的电子式是
．
（2）写出反应Ⅰ的化学方程式
4NH3+5O2
催化剂
.
△
4NO+6H2O
4NH3+5O2
催化剂
.
△
4NO+6H2O
．
（3）A溶于水得到得到溶液X，在25℃下，将a mol?L-1的X与b mol?L-1的G溶液等体积混合，溶液显中性，则所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为
c（NO3-）=c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）
c（NO3-）=c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）
用含a和b的代数式表示出该混合溶液中X的电离平衡常数
k=
b×10-7
a-b
k=
b×10-7
a-b
．
（4）工业上采用的一种污水处理方法是：保持污水的pH在5.0-6.0之间，通过如图2装置处理污水．
①电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应式分别是：
Ⅰ．
Al-3e-=Al3+
Al-3e-=Al3+
；Ⅱ．
4OH--4e-=2H2O+O2↑
4OH--4e-=2H2O+O2↑
．
②为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环（见上图）．A物质的化学式是
CO2
CO2
．

物质的转化关系如下图所示（有的反应可能在水溶液中进行）．其中甲为淡黄色固体化合物，乙为金属单质，G为酸，乙在G的浓溶液中发生钝化，用两根玻璃棒分别蘸取化合物A、G的浓溶液并使它们接近，有大量白烟生成．请回答下列问题：

请回答些列问题：

（1）写出甲的电子式是      ．

（2）写出反应Ⅰ的化学方程式      ．

（3）A溶于水得到得到溶液X，在25℃下，将a mol·L－1的X与b mol·L－1的G溶液等体积混合，溶液显中性，则所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为      用含a和b的代数式表示出该混合溶液中X的电离平衡常数      ．

（4）工业上采用的一种污水处理方法是：保持污水的pH在5.0-6.0之间，通过如图装置处理污水．

①电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应式分别是：Ⅰ．      ；Ⅱ．      ．

②为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环（见上图）．A物质的化学式是      ．

 

重铬酸钠俗称红矾钠（Na2Cr2O7·2H2O）是重要的化工产品和强氧化剂。工业上通过煅烧铬铁矿制取，其反应如下：

反应Ⅰ 4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2→ 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2

反应Ⅱ 2CrO42- + 2H+ → Cr2O72- + H2O

反应Ⅲ 3CrO42- + 4H+ →Cr3O102- + 2H2O（副反应）

上述反应中不属于氧化还原反应有        个。已知Fe(CrO2)2中铬元素是+3价，关于反应Ⅰ的下列说法中正确的是        。

a．被氧化的元素只有+3的Cr，被还原的元素只有0价的O

b．氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:7

c．每生成1molCO2，转移3.5mol电子

d．每摩尔+3的Cr能还原0.75mol氧气

+6价铬的毒性很强，制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O72－，可以用绿矾除去。测得反应后的溶液中含Cr3+、Fe2+、Fe3+、H+等阳离子。写出该反应的离子方程式并标出电子转移的方向和数目：                                                         。

某厂废水中含1.00×10?3mol/L的Cr2O72－，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4 (Cr的化合价为+3，Fe的化合价依次为+3、+2)。欲使1L该废水中的Cr2O72－完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。理论上需要加入             g FeSO4·7H2O。

 

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