Question

【題目】電鍍行業(yè)產(chǎn)生的酸性含鉻廢水對(duì)環(huán)境有污染，其中所含的Cr(VI)是主要污染物，可采用多種方法處理將其除去，查閱資料可知： 常溫下，部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的 pH 如下表：

陽(yáng)離子	Fe3+	Fe2+	Cr3+
開(kāi)始沉淀的 pH	1.9	7.0	4.3
沉淀完全的 pH	3.2	9.0	5.6

I．腐蝕電池法

(1)向酸性含鉻廢水中投放廢鐵屑和焦炭，利用原電池原理還原 Cr(VI)。下列關(guān)于鐵屑的說(shuō)法中正確的是______________(填字母序號(hào))。

a．作原電池的正極 b．在反應(yīng)中作還原劑 c．鐵屑生成 Fe3+可以進(jìn)一步還原

II．電解還原法

向酸性含鉻廢水中加入適量NaCl固體，以Fe為電極電解，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出，從而使廢水中鉻含量低于排放標(biāo)準(zhǔn)。裝置如下圖所示。

(2)B極連接電源的___________極；

(3)電解開(kāi)始時(shí)，B 極上主要發(fā)生的電極反應(yīng)為2H++2e-= H2↑，此外還有少量在B極上直接放電，該反應(yīng)的電極反應(yīng)式為 _______________。

(4)①酸性環(huán)境可以促使到的轉(zhuǎn)化，寫出對(duì)應(yīng)的離子方程式：__________________；

②寫出酸性環(huán)境中 Fe2+還原的離子方程式_______________________。

Answer 1

【答案】b 負(fù) +14H+ +6e-=2Cr3+ +7H2O 2+2H+=+H2O 6Fe2+++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O

【解析】

(1).根據(jù)原電池形成條件及正負(fù)極特征可知：Fe為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2+；

II.向酸性含鉻廢水中加入適量NaCl固體，以Fe為電極電解，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，因Fe為電極進(jìn)行電解時(shí)，陽(yáng)極是活性電極，則Fe失電子，由裝置圖可知，與B極相連的電極表面產(chǎn)生H2，該電極的電極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑， 則B極連接電源負(fù)極，A為陽(yáng)極，則A連接電源的正極，據(jù)此解答。

(1).向酸性含鉻廢水中投放廢鐵屑和焦炭，形成原電池，鐵作原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+；焦炭作正極，但焦炭是惰性材料，本身不能被還原，由于廢水呈酸性，正極上可能發(fā)生反應(yīng)2H++2e-= H2↑，觀察到焦炭表面有氣泡產(chǎn)生，則b正確，故選：b；

(2)由圖1可知，與B極相連的電極表面產(chǎn)生H2，該電極的電極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑， 則B極連接電源負(fù)極，故答案為：負(fù)極；

(3).B極是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，少量在B極上直接放電被還原為Cr3+，電解質(zhì)溶液呈酸性，則電極反應(yīng)式為：+14H++6e-=2Cr3++7H2O，故答案為：+14H++6e-=2Cr3++7H2O；

(4)①酸性環(huán)境中到的轉(zhuǎn)化中Cr的化合價(jià)未改變，則方程式為：2+2H+=+H2O，故答案為：2+2H+=+H2O；

②由題可知，在酸性環(huán)境中Fe2+被氧化為Fe3+，同時(shí)被Fe2+還原為Cr3+，則Fe2+與在酸性條件下的的離子方程式為：6Fe2+++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，故答案為：6Fe2+++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。