Question

【題目】某些電鍍廠的酸性廢水中常含有一定量的CrO42-和Cr2O72-，它們會對人類及生態系統產生很大的傷害，必須進行處理。常用的處理方法有兩種。

方法1：還原沉淀法，該法的工藝流程為：

其中第①步存在平衡步存在平衡：2CrO42-(黃色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O

（1）若平衡體系的pH=12，該溶液顯________色。

（2）寫出第③步的離子反應方程式：__________。

（3）第②步中，用6mol的FeSO4·7H2O可還原________molCr2O72-離子。

（4）第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH-(aq)

常溫下，Cr(OH)3的溶度積Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=10-32，要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，溶液的pH應調至_______。

方法2：電解法：該法用Fe做電極電解含Cr2O72-的酸性廢水，隨著電解進行，在陰極附近溶液pH升高，產生Cr(OH)3沉淀。

（5）寫出陽極的電極反應式___________________。

（6）在陰極附近溶液pH升高的原因是(用電極反應解釋)__________________________

（7）用電鍍法在鐵制品上鍍上一層鋅，則陰極上的電極反應式為____________。

Answer 1

【答案】（1）黃；

（2）Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓;

（3）1；（4）5；

（5）Fe-2e-=Fe2+；

（6）2H++2e-=H2↑；

（7）Zn2++2e-=Zn。

【解析】

試題分析：（1）c(H+)減小，平衡2CrO42-(黃色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O左移，溶液呈黃色，故答案為：黃；

（2）第③步是沉淀鉻離子的反應，離子反應方程式為Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓，故答案為：Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓；

（3）6mol亞鐵離子被氧化為+3價，失去6mol電子，Cr2O72-離子中鉻元素化合價從+6價降低到+3價，應該得到6mol電子，所以6mol的FeSO4·7H2O可還原1mol Cr2O72-離子，故答案為：1；

（4）Cr(OH)3的溶度積Ksp=c(Cr3+)c3(OH-)=10-32，要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，則需c(OH-)===10-9mol/L，所以c(H+)=10-5mol/L，即pH=5，故答案為：5；

（5）在電解法除鉻中，鐵作陽極，陽極反應為Fe-2e-═Fe2+，以提供還原劑Fe2+，故答案為：Fe-2e-=Fe2+；

（6）在陰極附近溶液pH升高的原因是水電離產生的H+放電生成H2：2H++2e-═H2↑；故答案為：2H++2e-=H2↑；

（7）用電鍍法在鐵制品上鍍上一層鋅，陰極上的電極反應式為Zn2++2e-=Zn，故答案為：Zn2++2e-=Zn。