Question

含鉻(Ⅵ)廢水能誘發(fā)致癌，對人類和自然環(huán)境有嚴(yán)重的破壞作用。利用Cu2O光催化可以處理含有Cr2O72－的廢水。

Ⅰ．制取Cu2O

(1)電解法：利用銅和鈦做電極，電解含有NaCl和NaOH的溶液時，反應(yīng)只消耗了銅和水，體系pH及Cl－濃度維持不變(溶液體積變化忽略不計)。

①陽極材料是_________。

②陰極的電極反應(yīng)式是_________；電解總反應(yīng)為：_________。

(2)還原法

①工業(yè)上可用肼(N2H4)與新制的Cu(OH)2反應(yīng)制備納米級Cu2O，同時放出N2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。

②控制100℃、pH=5的條件時，利用亞硫酸鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)可以制得Cu2O，同時產(chǎn)生SO2氣體。反應(yīng)過程中需要不斷地加入燒堿，其原因是_________。

Ⅱ．利用Cu2O光催化處理含有Cr2O72－的廢水的研究。

(1)光照射到Cu2O光催化劑上產(chǎn)生光催化反應(yīng)，Cr2O72－和H2O分別在光催化反應(yīng)中形成的微電極上發(fā)生電極反應(yīng)，反應(yīng)原理如下圖所示。

在圖中用短線和箭頭畫出電子移動的方向，寫出Cr2O72－轉(zhuǎn)化Cr3+的電極反應(yīng)_________。

(2)研究中對Cu2O的作用提出兩種假設(shè)：

a．Cu2O作光催化劑；b．Cu2O 與Cr2O72－發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

已知：Cu2O的添加量是1.74×10－4 mol/L，Cr2O72－的初始濃度是9.60×10－4 mol/L；對比實驗，反應(yīng)1.5小時結(jié)果如下圖所示。結(jié)合試劑用量數(shù)據(jù)和實驗結(jié)果可得到的結(jié)論和依據(jù)是_______。

(3)溶液的pH對Cr2O72－降解率的影響如下圖所示。

已知：Cu2O Cu +CuSO4；酸性越大，Cr2O72－被還原率越大。

①由上圖可知，pH分別為2、3、4時，Cr2O72－的降解率最好的是_________，其原因是_________。

②已知pH=5時，會產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀。pH=5時，Cr2O72－的降解率低的原因是_______。

Answer 1