题目内容
处理含铬（Cr）工业废水的原理是将Cr2O2-7转化为Cr3+，再将Cr3+转化为沉淀．已知转化过程中，废水pH与Cr2O2-7转化为Cr3+的关系如图所示．
某研究小组为变废为宝，将废水处理得磁性材料Cr0.5Fel1.5FeO4（Fe的化合价依次为+3、+.2价）的实验流程如下：
（1）实验室中操作1所用的玻璃仪器名称是 ．
（2）物质Y的化学式是 ．
（3）步骤①中预处理的关键是 ．
（4）步骤②中电解时，阳极的材料是 ，阴极的电极反应式为 ，电解液中Cr2O2-7转化为Cr3+的离子方程式为 ．
（5）含铬废水国家排放标准为
的含量≤0.1000mg/L，用 滴定管取上述溶液X 20.00mL，调节pH后置于锥形瓶中，用浓度为0.0001mol/L的KI溶液滴定，至滴定终点时，用去KI溶液9.00mL．已知酸性条件下，I-被Cr2O2-7氧化为I2，则上述电解法处理后的废水中每升含
的质量为 mg．
某研究小组为变废为宝，将废水处理得磁性材料Cr0.5Fel1.5FeO4（Fe的化合价依次为+3、+.2价）的实验流程如下：
（1）实验室中操作1所用的玻璃仪器名称是
（2）物质Y的化学式是
（3）步骤①中预处理的关键是
（4）步骤②中电解时，阳极的材料是
（5）含铬废水国家排放标准为
| +6 |
| Cr |
| +6 |
| Cr |
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,电解原理
专题：实验题
分析：根据题目信息可知工业废水先进行过滤，然后电解产生Fe2+，Cr2O72-在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+，自身被还原为Cr3+，由于Fe2+过量，此时溶液中含有Fe2+、Fe3+、Cr3+，调节PH，产生Cr（OH）3、Fe（OH）3和Fe（OH）2三种沉淀物，焙烧得到Cr0.5Fel1.5FeO4；
（1）操作1为过滤，根据过滤确定所需仪器；
（2）根据碱性条件下Fe2+、Fe3+、Cr3+不能存在，会转化为Fe（OH）2、Fe（OH）3、Cr（OH）3；
（3）根据废水pH与Cr2O72-转化为Cr3+的关系图分析；
（4）步骤②中电解要产生Fe2+，所以阳极的材料铁，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，阴极溶液中的氢离子放电，电极反应式为：2H++2e-=H2↑；Cr2O72-有较强氧化性，Fe2+有一定的还原性，在酸性介质中发生氧化还原反应，Cr2O72-在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+，自身被还原为Cr3+，根据守恒元素守恒及所处环境可知，还应有水生成，再根据电子转移守恒、电荷守恒、原子守恒配平；
（5）根据Cr2O2-7具有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管的橡皮管；
（6）根据酸性条件下，I-被Cr2O2-7氧化为I2，写出方程式Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O，按方程式计算．
（1）操作1为过滤，根据过滤确定所需仪器；
（2）根据碱性条件下Fe2+、Fe3+、Cr3+不能存在，会转化为Fe（OH）2、Fe（OH）3、Cr（OH）3；
（3）根据废水pH与Cr2O72-转化为Cr3+的关系图分析；
（4）步骤②中电解要产生Fe2+，所以阳极的材料铁，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，阴极溶液中的氢离子放电，电极反应式为：2H++2e-=H2↑；Cr2O72-有较强氧化性，Fe2+有一定的还原性，在酸性介质中发生氧化还原反应，Cr2O72-在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+，自身被还原为Cr3+，根据守恒元素守恒及所处环境可知，还应有水生成，再根据电子转移守恒、电荷守恒、原子守恒配平；
（5）根据Cr2O2-7具有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管的橡皮管；
（6）根据酸性条件下，I-被Cr2O2-7氧化为I2，写出方程式Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O，按方程式计算．
解答：
解：（1）操作1过滤所需仪器为玻璃棒、漏斗、烧杯、铁架台（附铁圈），故答案为：玻璃棒、漏斗、烧杯；
（2）由题给框图之三可得：Fe2+过量，调节PH，产生Cr（OH）3、Fe（OH）3和Fe（OH）2三种沉淀物，故答案为：Cr（OH）3、Fe（OH）3和Fe（OH）2；
（3）根据废水pH与Cr2O72-转化为Cr3+的关系图1可知：当pH＜1时，Cr2O72-转化为Cr3+的转化率接近100%，故答案为：调节废液pH＜1；
（4）步骤②中电解要产生Fe2+，所以阳极的材料铁，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，阴极溶液中的氢离子放电，电极反应式为：2H++2e-=H2↑；
Cr2O72-有较强氧化性，Fe2+有一定的还原性，在酸性介质中发生氧化还原反应，Cr2O72-在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+，自身被还原为Cr3+，离子方程式为：Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O；
故答案为：铁棒；2H++2e-=H2↑；Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O；
（5）Cr2O2-7具有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管的橡皮管，所以放在酸式滴定管中；
取上述溶液X 20.00mL，调节pH后置于锥形瓶中，用浓度为0.0001mol/L的KI溶液滴定，至滴定终点时，用去KI溶液9.00mL．已知酸性条件下，I-被Cr2O2-7氧化为I2，
Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O，
1 6
n（Cr2O72-） 9×10-3L×0.0001mol/L
n（Cr2O72-）=1.5×10-7mol，
废水1L中n（Cr2O72-）=1.5×10-7mol×50=7.5×10-6mol，废水1L中n（
）=1.5×10-5mol，电解后的1L废水中含量=1.5×10-5mol×52g/mol=0.78mg，不符合国家排放标准为
的含量≤0.1000mg/L．
故答案为：酸式；0.78．
（2）由题给框图之三可得：Fe2+过量，调节PH，产生Cr（OH）3、Fe（OH）3和Fe（OH）2三种沉淀物，故答案为：Cr（OH）3、Fe（OH）3和Fe（OH）2；
（3）根据废水pH与Cr2O72-转化为Cr3+的关系图1可知：当pH＜1时，Cr2O72-转化为Cr3+的转化率接近100%，故答案为：调节废液pH＜1；
（4）步骤②中电解要产生Fe2+，所以阳极的材料铁，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，阴极溶液中的氢离子放电，电极反应式为：2H++2e-=H2↑；
Cr2O72-有较强氧化性，Fe2+有一定的还原性，在酸性介质中发生氧化还原反应，Cr2O72-在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+，自身被还原为Cr3+，离子方程式为：Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O；
故答案为：铁棒；2H++2e-=H2↑；Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O；
（5）Cr2O2-7具有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管的橡皮管，所以放在酸式滴定管中；
取上述溶液X 20.00mL，调节pH后置于锥形瓶中，用浓度为0.0001mol/L的KI溶液滴定，至滴定终点时，用去KI溶液9.00mL．已知酸性条件下，I-被Cr2O2-7氧化为I2，
Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O，
1 6
n（Cr2O72-） 9×10-3L×0.0001mol/L
n（Cr2O72-）=1.5×10-7mol，
废水1L中n（Cr2O72-）=1.5×10-7mol×50=7.5×10-6mol，废水1L中n（
| +6 |
| Cr |
| +6 |
| Cr |
故答案为：酸式；0.78．
点评：本题考查较为综合，涉及氧化还原反应、电解、化学计算等，需要学生具备扎实的基础知识，平时注意培养分析和解决问题的能力，题目难度中等．
练习册系列答案
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