题目内容

工业上为了处理有Cr2O72-的酸性废水,采用下面的处理方法:往工业废水里加入适量的NaCl,以Fe为电极进行电解,经过一段时间后,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成,工业废水中Cr3+的浓度若低于10-5mol/L可符合排放标准.回答下列问题:
(1)电解时阳极上发生的电极反应式:
 
;
(2)写出Cr2O72-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)已知室温下Cr(OH)3的KSP=1×10-32,则该温度下符合排放标准的溶液的最低pH为
 
.
考点:原电池和电解池的工作原理
专题:电化学专题
分析:(1)Fe为电极进行电解时,阳极上铁失电子发生氧化反应,阴极上氢离子放电生成氢气,同时阴极附近有氢氧根离子生成;
(2)酸性条件下,Cr2O72-和亚铁离子发生氧化还原反应,生成铁离子和铬离子;
(3)阴极上及发生氧化还原都消耗氢离子;
(4)根据溶度积常数以及水的离子积常数来进行计算.
解答: 解:(1)Fe为电极进行电解时,阳极是活泼电极,则电极本身发生失电子的氧化反应,即Fe-2e-═Fe2+,故答案为:Fe-2e-═Fe2+;
(2)Cr2O72-具有强氧化性,可以将亚铁离子氧化为铁离子,自身被还原为2Cr3+,反应的实质是:6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O,故答案为:6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O;
(3)阴极反应消耗H+,溶液中的氧化还原反应也消耗H+,导致溶液中氢离子浓度降低,从而使溶液pH升高,
故答案为:阴极上H+放电,Cr2O72-与Fe2+反应不断消耗H+,使水的电离平衡正向移动,使溶液pH升高;
(4)当c(Cr3+)=10-5mol/L时,溶液的c(OH-)=
3
10-32
10-5
=10-9 mol/L,
c(H+)═
10-14
10-9
=10-5mol/L,pH=5,
即要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至5,
故答案为:5.
点评:本题考查了电解原理、难溶物溶度积的计算、题目难度较大,涉及的知识点较多,注意掌握电解原理、难溶物溶度积的概念及计算方法,试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力.
练习册系列答案
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下表是几种弱电解质的电离平衡常数、难溶电解质的溶度积Ksp(25℃).
电解质平衡方程式平衡常数KKsp
CH3COOHCH3COOH?CH3COO-+H+1.76×10-5
H2CO3H2CO3???H++HCO3-
HCO3-???H++CO32-
K1=4.31×10-4
K2=5.61×10-11
C6H5OHC6H5OH???C6H5O-+H+1.1×10-10
H3PO4H3PO4???H++H2PO4- 
H2PO4-???H++HPO42- 
HPO42-???H++PO43-
K1=7.52×10-3 K2=6.23×10-8 K3=2.20×10-13
NH3?H2ONH3?H2O???NH4++OH-1.76×10-5
BaSO4BaSO4??Ba2++SO42-1.07×10-10
BaCO3BaCO3???Ba2++CO32-2.58×10-9
回答下列问题:
(1)由上表分析,若①CH3COOH,②HCO3-,③C6H5OH,④H2PO4-均可看做酸,则它们酸性由强到弱的顺序为
 
(填编号).
(2)写出C6H5OH与Na3PO4反应的离子方程式
 
.
(3)25℃时,将等体积等浓度的醋酸和氨水混合,混合液中:
c(CH3COO-)
 
c(NH4+)(填“>”、“=”或“<”).
(4)如图所示,有T1、T2两种温度下两条BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线,回答下列问题:
①T2温度时Ksp(BaSO4)=
 
;
②讨论T1温度时BaSO4的沉淀溶解平衡曲线,下列说法正确的是
 
.
A.加入Na2SO4可使溶液由a点变为b点
B.在T1曲线上方区域(不含曲线)任意一点时,均有BaSO4沉淀生成
C.蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a,b之间的某一点(不含a,b)
D.升温可使溶液由b点变为d点
③现有0.2mol的BaSO4沉淀,每次用1L饱和Na2CO3溶液(浓度为1.7mol?L-1)处理.若使BaSO4中的SO42-全部转化到溶液中,需要反复处理
 
次.

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