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 .
(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.
(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-)=
=10-9 mol/L,
c(H+)═
=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.
(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 |
| ||
c(H+)═
| 10-14 |
| 10-9 |
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.
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