Question

+6价的铬易被人体吸收，可致癌，对人类及生态系统产生很大损害，+3价铬不易被人体吸收，毒性小．某工厂排出的废水中含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，必须进行处理．其常用的处理有两种：还原沉淀法和电解法．
I、还原沉淀法：该法的工艺流程为：CrO₄^2-

H+

①转化

Cr₂O₇^2-

Fe2+

②还原

Cr³⁺

OH-

③沉淀

Cr（OH）₃↓   
（1）第①步常用增加H⁺浓度的方法来提高CrO₄^2-的转化率，请写出第①步转化的离子方程式：

 

，转化后溶液呈

 

色．
（2）写出第②步中反应的离子方程式

 

；
第②步中，当反应转移2mol电子时，需要消耗

 

g的绿矾（FeSO₄?7H₂O）．
II、电解法：该法用铁和石墨作电极电解含Cr₂O₇^2-的酸性废水，最终将铬转化为Cr（OH）₃．
（3）电解时，铁作

 

极．
（4）阴极附近的沉淀的是

 

．

Answer 1

考点：物质的分离、提纯的基本方法选择与应用,电解原理

专题：实验设计题,元素及其化合物

分析：（1）第①步转化中，发生CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-的离子反应，由黄色变为橙色；
（2）第②步发生氧化还原反应，Fe元素的化合价升高，Cr元素的化合价降低，结合电子守恒、电荷守恒分析；由反应可知，转移1mol电子消耗1mol亚铁离子，以此计算；
（3）用铁和石墨作电极电解含Cr₂O₇^2-的酸性废水，最终将铬转化为Cr（OH）₃，则Fe在阳极失去电子转化为亚铁离子；
（4）由铬转化为Cr（OH）₃，及电解生成的亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子分析．

解答： 解：（1）第①步转化中，发生CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-的离子反应，离子反应为2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，由黄色变为橙色，
故答案为：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；橙；
（2）第②步发生氧化还原反应，Fe元素的化合价升高，Cr元素的化合价降低，由电子守恒、电荷守恒可知离子反应为Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；由反应可知，转移1mol电子消耗1mol亚铁离子，当反应转移2mol电子时，需要消耗2molFeSO₄?7H₂O，则绿矾的质量为2mol×278g/mol=556g，
故答案为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；556；
（3）用铁和石墨作电极电解含Cr₂O₇^2-的酸性废水，最终将铬转化为Cr（OH）₃，则Fe在阳极失去电子转化为亚铁离子，则Fe与电源正极相连作阳极，故答案为：阳；
（4）由铬转化为Cr（OH）₃，及电解生成的亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子，在阴极结合氢氧根离子生成沉淀，则阴极附近的沉淀是Cr（OH）₃、Fe（OH）₃，故答案为：Cr（OH）₃、Fe（OH）₃．

点评：本题考查混合物分离提纯方法的选择和应用，为高频考点，把握氧化还原反应、电解原理为解答的关键，侧重分析与迁移应用能力的考查，题目难度中等．