Question

電鍍廢水、廢渣的處理和綜合利用體現(xiàn)了綠色化學(xué)的思想．
Ⅰ．含鉻電鍍廢水的處理可采用以下方法：
（1）電解法．往廢水中加入適量氯化鈉，以鐵為電極進(jìn)行電解，電解過(guò)程中，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____．
（2）沉淀法．含鉻廢水中存在平衡：Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺．往廢水中加入BaCl₂，鉻元素轉(zhuǎn)化為鉻酸鋇（BaCrO₄）沉淀，此過(guò)程中，還應(yīng)加入NaOH，理由是______．
Ⅱ．某工廠(chǎng)利用富含鎳（Ni）的電鍍廢渣（含有Cu、Zn、Fe、Cr等雜質(zhì)）制備N(xiāo)iSO₄?6H₂O．其生產(chǎn)流程如圖所示：
（3）步驟①中加入H₂SO₄后，需充分?jǐn)嚢璧哪康氖莀_____．
（4）步驟③中，在酸性條件下，H₂O₂使Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺的離子方程式為_(kāi)_____．
（5）已知：�。甂sp[Fe（OH）₃]=2.5×10^-39、Ksp[Cr（OH）₃]=6.3×10^-31；ⅱ．溶液中離子濃度小于10^-5 mol?L^-1時(shí)，可視為沉淀完全．25℃時(shí)，若沉淀E為Fe（OH）₃和Cr（OH）₃，步驟④中，應(yīng)控制溶液的pH不小于______．（提示：lg2.5×10^-39=-38.6，lg6.5×10^-31=-30.2）
（6）溶液C中溶質(zhì)的主要成分是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）活潑金屬作電極，電解電解質(zhì)溶液時(shí)，陽(yáng)極上金屬失電子，陰極上溶液中陽(yáng)離子得電子；
（2）根據(jù)氫氧根離子對(duì)化學(xué)平衡的影響分析；
（3）攪拌的目的是提高廢渣的溶解速率和溶解程度；
（4）雙氧水有強(qiáng)氧化性，二價(jià)鐵離子有還原性，所以雙氧水和二價(jià)鐵離子能發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（5）先根據(jù)溶度積產(chǎn)生計(jì)算氫氧根離子濃度，再根據(jù)溶液中氫離子濃度計(jì)算pH；
（6）根據(jù)每一步的反應(yīng)及沉淀生成的成分判斷最后所得溶液的溶質(zhì)．
解答：解：（1）活潑金屬作電極，電解電解質(zhì)溶液時(shí)，陽(yáng)極上鐵失電子生成亞鐵離子進(jìn)入溶液，陰極上溶液中氫離子得電子生成氫氣，
故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；
（2）氫氧根離子和氫離子反應(yīng)生成水，促使平衡Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺右移，有利于鉻元素轉(zhuǎn)化為鉻酸鋇（BaCrO₄）沉淀，
故答案為：使平衡Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺右移，有利于除鉻；
（3）攪拌的目的是提高廢渣的溶解速率和溶解程度，故答案為：提高廢渣的溶解速率和溶解程度；
（4）雙氧水有強(qiáng)氧化性，二價(jià)鐵離子有還原性，所以雙氧水和二價(jià)鐵離子能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子和水，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（5）Ksp[Fe（OH）₃]=2.5×10^-39，c（OH^-）===0.6×10^-11，c（H⁺ ）=1.6×10^-3，pH=2.8，
[Cr（OH）₃]=6.3×10^-31，c（OH^-）===4×10^-9，c（H⁺ ）=2.5×10^-6，pH=5.6，
所以溶液中的PH控制在5.6，故答案為：5.6；
（6）電鍍廢渣（含有Cu、Zn、Fe、Cr等雜質(zhì)）和硫酸反應(yīng)生成硫酸鹽，加入硫化鈉溶液后，溶液中含有硫酸鈉、硫酸亞鐵、硫酸鉻等，向溶液中雙氧水和氫氧化鈉溶液后，溶液中含有硫酸鎳、硫酸鈉，向溶液中加碳酸鈉溶液后，所以溶液中的溶質(zhì)是硫酸鈉，
故答案為：Na₂SO₄．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解原理和金屬的回收等知識(shí)點(diǎn)，難度不大，難點(diǎn)是計(jì)算溶液的pH值，會(huì)根據(jù)沉淀的溶度積常數(shù)計(jì)算溶液的pH值．