Question

【題目】重金屬元素鉻的毒性較大，含鉻廢水需經處理達標后才能排放。

Ⅰ.某工業廢水中主要含有Cr3＋，同時還含有少量的Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋等，且酸性較強。為回收利用，通常采用如下流程處理：

注：常溫下，部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時所需的pH，如下表：

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

（1）氧化過程中可代替H2O2加入的試劑是________(填字母，下同)。

A.Na2O2 B.HNO3 C.FeCl3 D.KMnO4

（2）加入NaOH溶液調整溶液pH＝8時，除去的離子是________；

已知鈉離子交換樹脂的原理：Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋，此步操作被交換除去的雜質離子是____________。

A.Fe3＋ B.Al3＋ C.Ca2＋ D.Mg2＋

（3）還原過程在酸性條件下進行，每消耗0.8 mol Cr2O轉移4.8 mol e－，該反應離子方程式為________________________________________________________________________。

Ⅱ.酸性條件下，六價鉻主要以Cr2O形式存在，工業上常用電解法處理含Cr2O的廢水，該法用Fe作電極電解含Cr2O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溶液。

（1）電解時能否用Cu電極來代替Fe電極？________(填“能”或“不能”)，理由是_____________。

（2）常溫下，Cr(OH)3的溶度積Ksp＝1×10－20，假設溶液的c(Cr3＋)=0.01mol/L，當pH應為______時開始生成沉淀。

Answer 1

【答案】 A AB CD 3S2O＋4Cr2O＋26H＋===6SO＋8Cr3＋＋13H2O 不能 因陽極產生的Cu2＋不能使Cr2O還原到低價態 8

【解析】I.某工業廢水中主要含有Cr3+,同時還含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,加雙氧水把亞鐵離子氧化為鐵離子,同時Cr3+被氧化為Cr2O72-,加氫氧化鈉調節pH=8,則Fe3+、Al3+轉化為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀,過濾,濾液中主要含有Cr2O72-、Ca2+和Mg2+等,通過鈉離子交換樹脂,除去Ca2+和Mg2+,然后加Na2S2O3把Cr2O72-還原為Cr3+,再調節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,同時不能引入新的雜質,所以可以用Na2O2代替H2O2，故答案為：A；

(2)根據表中數據可知,pH=8時,Fe3+、Al3+轉化為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀,則Fe3+、Al3+被除去;通過鈉離子交換樹脂,除去Ca2+和Mg2+；故答案為：AB；CD；

(3)每消耗0.8molCr2O72-轉移4.8mole,則1molCr2O72-轉移6mol電子,所以生成Cr3+,S2O32-被氧化為SO42-,則反應的離子方程式為：3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O；故答案為：3S2O32-＋4Cr2O72-＋26H＋===6SO42-＋8Cr3＋＋13H2O

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

(2)由Cr(OH)3的溶度積Ksp＝1×10－20可得Ksp＝c(Cr3+)×c3(OH)=0.01×c3(OH)=1×10－20，c(OH)=1×10－6，所以c(H+)=1×10－8，pH=8，故答案為：8