Question

【題目】重金屬元素鉻的毒性較大，含鉻廢水需經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后才能排放。

I．某工業(yè)廢水中主要含有Cr3＋，同時(shí)還含有少量的Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋等，且酸性較強(qiáng)。為回收利用，通常采用如下流程處理：

注：部分陽(yáng)離子常溫下以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表。

氫氧化物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2	Al(OH)3	Cr(OH)3
pH	3.7	9.6	11.1	8	9(>9溶解)[

（1）氧化過(guò)程中可代替H2O2的最佳試劑是 (填序號(hào))。

A．Na2O2 B．FeCl3 C．KMnO4

（2）加入NaOH溶液調(diào)整溶液pH＝8時(shí)，除去的離子是 (填序號(hào))；已知鈉離子交換樹(shù)脂的原理：Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋，此步操作被交換除去的雜質(zhì)離子是 (填序號(hào))。

A．Fe3＋ B．Al3＋ C．Ca2＋ D．Mg2＋

II．酸性條件下，六價(jià)鉻主要以Cr2O72-形式存在，工業(yè)上常用電解法處理含Cr2O72-的廢水：該法用Fe作電極電解含Cr2O72-的酸性廢水，隨著電解進(jìn)行，在陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀。

（3）電解時(shí)能否用Cu電極來(lái)代替Fe電極？ (填“能”或“不能”)，理由是： 。

（4）電解時(shí)陽(yáng)極附近溶液中Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3＋的離子方程式為： 。

（5）常溫下，Cr(OH)3的溶度積Ksp＝1×10－32，當(dāng)溶液中的c(Cr3＋)=10－5 mol·L－1時(shí)，pH= 。

Answer 1

【答案】（1）A

（2）AB；CD

（3）不能；陽(yáng)極產(chǎn)生的Cu2＋不能使Cr2O72-還原到低價(jià)態(tài)

（4）Cr2 O72-＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O

（5）5

【解析】

試題分析：I．某工業(yè)廢水中主要含有Cr3+，同時(shí)還含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，加雙氧水把亞鐵離子氧化為鐵離子，同時(shí)Cr3+被氧化為Cr2O72-，加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=8，則Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀，過(guò)濾，濾液中主要含有Cr2O72-、Ca2+和Mg2+等，通過(guò)鈉離子交換樹(shù)脂，除去Ca2+和Mg2+，然后加Na2S2O3把Cr2O72-還原為8Cr3+，再調(diào)節(jié)pH得到Cr(OH)(H2O)5SO4。

（1）加氧化劑主要目的是把亞鐵離子氧化為鐵離子，同時(shí)不能引入新的雜質(zhì)，所以可以用Na2O2代替H2O2，故答案為：A；

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，pH=8時(shí)，Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀，則Fe3+、Al3+被除去；通過(guò)鈉離子交換樹(shù)脂，除去Ca2+和Mg2+；故答案為：AB；CD；

II．（1）若用Cu電極來(lái)代替Fe電極，在陽(yáng)極上銅失去電子得到的陽(yáng)離子是銅離子，該離子不具有還原性，不能和重鉻酸根之間發(fā)生反應(yīng)，故答案為：不能；因陽(yáng)極產(chǎn)生的Cu2+不能使Cr2O72-還原到低價(jià)態(tài)；

（2）Cr2O72-具有強(qiáng)氧化性，可以將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為2Cr3+，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O，故答案為：6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O；

（3）當(dāng)c(Cr3+)=10-5mol/L時(shí)，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應(yīng)調(diào)至5，故答案為：5。