Question

【題目】鉻是常見的過渡金屬之一,研究鉻的性質具有重要意義。

（1）在上圖裝置中，觀察到裝置甲銅電極上產生大量的無色氣體；而裝置乙中銅電極上無氣體產生，鉻電極上產生大量紅棕色氣體。由此可得到的結論_______________。

（2）工業上使用下圖裝置，采用石墨作電極電解Na2CrO4溶液，使Na2CrO4轉化為Na2Cr2O7,其轉化原理為_____。

（3）CrO3和K2Cr2O7均易溶于水，它們是工業廢水造成鉻污染的主要原因。要將Cr(VI)轉化為Cr(III)常見的處理方法是電解法和鐵氧磁體法。

①電解法：將含Cr2O72-的廢水通入電解槽內，用鐵作陽極，在酸性環境中，加入適量的NaC1進行電解，使陽極生成的Fe2+和Cr2O72-發生反應，其離子方程式為___________。陰極上Cr2O72-、H+、Fe3+都可能放電。若Cr2O72-放電，則陰極的電極反應式為_________；若H+放電，則陰極區形成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀。

②鐵氧磁體法：在含Cr(VI)的廢水中加入綠礬，在pH＜4時發生反應使Cr(VI)轉化為Cr(III),調節溶液pH為6～8，使溶液中的Fe(I)、Fe(Ⅱ)、Cr(III)析出組成相當于Fe(Ⅱ)[Fe(III)x·Cr (III)2-x]O4(鐵氧磁體 的沉淀，則鐵氧磁體中x=_________。

Answer 1

【答案】由裝置甲知鉻的金屬活動性比銅強；由裝置乙知常溫下鉻在濃硝酸中鈍化 陽極4OH-－4e－＝O2↑＋2H2O，使c(H+)增大，從而導致2CrO42-+2H+＝Cr2O72-+H2O反應發生 Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O Cr2O72-+6e-+14H+＝2Cr3++7H2O 1.5

【解析】

（1）原電池中，負極上是失電子的氧化反應，裝置甲銅電極上產生大量的無色氣體，說明金屬銅是正極；裝置乙中銅電極上無氣體產生，鉻電極上產生大量紅棕色氣體二氧化氮產生，則金屬鉻是正極；

（2）電解池中陽極是溶液中氫氧根離子失電子生成氧氣，溶液酸性增強，據此解答；

（3）①重鉻酸根離子具有強的氧化性，可以將亞鐵離子氧化，發生氧化還原反應；根據電荷和原子守恒書寫陰極電極反應式；

②根據①的反應中鐵離子與鉻離子的物質的量之比列式計算鐵氧磁體中x。

（1）原電池中，負極上是失電子的氧化反應，裝置甲銅電極上產生大量的無色氣體，說明金屬銅是正極；裝置乙中銅電極上無氣體產生，鉻電極上產生大量紅棕色氣體二氧化氮產生，是硝酸得到電子產生的二氧化氮，發生還原反應的電極是正極，則金屬鉻是正極，由此可得到的結論是：由裝置甲知鉻的金屬活動性比銅強，由裝置乙知常溫下鉻在濃硝酸中鈍化；

（2）石墨電極電解Na2CrO4溶液，實現了Na2CrO4到Na2Cr2O7的轉化，這是由于電解池中陽極是溶液中氫氧根離子失電子生成氧氣：4OH-－4e－＝O2↑＋2H2O，溶液酸性增強，使c(H+)增大，從而導致2CrO42-+2H+＝Cr2O72-+H2O反應發生，所以實現了Na2CrO4到Na2Cr2O7的轉化；

（3）①重鉻酸根離子具有強的氧化性，可以將亞鐵離子氧化，發生氧化還原反應，根據電子得失守恒、原子守恒和電荷守恒可知反應的離子方程式為Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O；在陰極上是溶液中的離子發生得電子的還原反應，若Cr2O72-放電，則陰極的電極反應式為Cr2O72-+6e-+14H+＝2Cr3++7H2O；

②根據反應Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O可知Cr3+和Fe3+的物質的量之比為1：3，則：(2x)/x=1：3，解得x=1.5.