Question

工業(yè)含鉻（Cr）廢水的處理原理是將Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr³⁺，再將Cr³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀．廢水pH與Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr³⁺的關(guān)系如圖1，實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)電解法處理含鉻廢水的裝置如圖2：

請(qǐng)根據(jù)以上知識(shí)回答下列問(wèn)題：
（1）含鉻廢水預(yù)處理的方法是______．
（2）在圖2中連接鐵棒的一極是電源的______極．
（3）實(shí)驗(yàn)中除能觀察到廢水顏色發(fā)生變化外，還能觀察到的現(xiàn)象是______．
表一：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cr（OH）3	Al（OH）3
開(kāi)始沉淀	2.7	7.5	4.3	3.4
完全沉淀	4.1	9.7	5.6	5.2

（4）當(dāng)廢水顏色不再發(fā)生明顯變化時(shí)，切斷電源，取出電極，再調(diào)節(jié)電解液的pH至8左右．調(diào)節(jié)pH的目的是______．
（5）含鉻廢水國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)為含量≤0.1000mg/L．取上述電解后的廢水200.00mL，調(diào)節(jié)pH=1后置于錐形瓶中，用濃度為0.0001mol/L的KI溶液滴定，至滴定終點(diǎn)時(shí)，用去KI溶液9.00mL．已知酸性條件下，I^-被Cr₂O₇^2-氧化的產(chǎn)物為I₂．用計(jì)算所得數(shù)據(jù)說(shuō)明上述電解法處理后的廢水是否符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)______．

Answer 1

解：（1）根據(jù)廢水pH與Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr³⁺的關(guān)系圖1可知：當(dāng)pH為1時(shí)，Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr³⁺的轉(zhuǎn)化率接近100%，
故答案為：調(diào)節(jié)pH為1左右；
（2）亞鐵離子與Cr₂O₇^2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)被還原為Cr³⁺，在電解池中，陽(yáng)極是活潑金屬電極時(shí)，則電極本身失去電子，所以須用Fe做電極進(jìn)行電解，陽(yáng)極發(fā)生Fe-2e^-=Fe²⁺，與電源正極相連的為陽(yáng)極，
故答案為：正；
（3）在電解池中，陽(yáng)極是活潑金屬鐵電極時(shí)，則電極本身失去電子，即Fe-2e^-=Fe²⁺，重鉻酸根具有強(qiáng)氧化性，能將生成的亞鐵離子氧化為三價(jià)，即6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，陰極，根據(jù)放電順序陰極上是電解質(zhì)中氫離子得電子的反應(yīng)，即2H⁺+2e=H₂↑，所以陰極區(qū)產(chǎn)生沉淀，F(xiàn)e³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓，Cr³⁺+3OH^-═Cr（OH）₃↓，
故答案為：陰極區(qū)產(chǎn)生沉淀；
（4）由氫氧化鐵和氫氧化鉻沉淀的pH表可知，氫氧化鐵完全沉淀pH應(yīng)控制在4.1，氫氧化鉻完全沉淀pH應(yīng)控制在5.6，調(diào)節(jié)電解液的pH至8左右，目的使溶液中的Fe³⁺、Cr³⁺全部轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，
故答案為：使溶液中的Fe³⁺、Cr³⁺全部轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀；
（5）廢水200.00mL，調(diào)節(jié)pH=1后置于錐形瓶中，用濃度為0.0001mol/L的KI溶液滴定，至滴定終點(diǎn)時(shí)，用去KI溶液9.00mL，Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O，
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n（Cr₂O₇^2-） 9×10^-3L×0.0001mol/L n（Cr₂O₇^2-）=1.5×10^-7mol，廢水1L中n（Cr₂O₇^2-）=7.5×10^-7mol，廢水1L中n（）=1.5×10^-6mol，電解后的廢水中含量=1.5×10^-6mol×52g/mol=0.0780 mg/L，符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)為含量≤0.1000mg/L，
故答案為：符合；
分析：（1）根據(jù)廢水pH與Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr³⁺的關(guān)系圖1分析；
（2）在電解池中，陽(yáng)極是活潑金屬電極時(shí)，則電極本身失去電子，以此來(lái)解答；
（3）陰極上是電解質(zhì)中陽(yáng)離子得電子的反應(yīng)，重鉻酸根離子具有強(qiáng)氧化性，亞鐵離子具有還原性，生成Fe3⁺，Cr³⁺，F(xiàn)e³⁺、Cr³⁺轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀；
（4）根據(jù)Cr（OH）₃、Fe（OH）₃沉淀的PH值進(jìn)行解答；
（5）根據(jù)Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O計(jì)算；
點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及氧化還原反應(yīng)、電解、化學(xué)計(jì)算等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，平時(shí)注意培養(yǎng)分析和解決問(wèn)題的能力，題目難度中等．