Question

+6價(jià)的鉻易被人體吸收，可致癌，對(duì)人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害，+3價(jià)鉻不易被人體吸收，毒性�。�某工廠排出的廢水中含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，必須進(jìn)行處理．其常用的處理有兩種：還原沉淀法和電解法．
I、還原沉淀法：該法的工藝流程為：CrO₄^2-

H+

①轉(zhuǎn)化

Cr₂O₇^2-

Fe2+

②還原

Cr³⁺

OH-

③沉淀

Cr（OH）₃↓   
（1）第①步常用增加H⁺濃度的方法來(lái)提高CrO₄^2-的轉(zhuǎn)化率，請(qǐng)寫出第①步轉(zhuǎn)化的離子方程式：

 

，轉(zhuǎn)化后溶液呈

 

色．
（2）寫出第②步中反應(yīng)的離子方程式

 

；
第②步中，當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，需要消耗

 

g的綠礬（FeSO₄?7H₂O）．
II、電解法：該法用鐵和石墨作電極電解含Cr₂O₇^2-的酸性廢水，最終將鉻轉(zhuǎn)化為Cr（OH）₃．
（3）電解時(shí)，鐵作

 

極．
（4）陰極附近的沉淀的是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的分離、提純的基本方法選擇與應(yīng)用,電解原理

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,元素及其化合物

分析：（1）第①步轉(zhuǎn)化中，發(fā)生CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-的離子反應(yīng)，由黃色變?yōu)槌壬��?br />（2）第②步發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)e元素的化合價(jià)升高，Cr元素的化合價(jià)降低，結(jié)合電子守恒、電荷守恒分析；由反應(yīng)可知，轉(zhuǎn)移1mol電子消耗1mol亞鐵離子，以此計(jì)算；
（3）用鐵和石墨作電極電解含Cr₂O₇^2-的酸性廢水，最終將鉻轉(zhuǎn)化為Cr（OH）₃，則Fe在陽(yáng)極失去電子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子；
（4）由鉻轉(zhuǎn)化為Cr（OH）₃，及電解生成的亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子分析．

解答： 解：（1）第①步轉(zhuǎn)化中，發(fā)生CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-的離子反應(yīng)，離子反應(yīng)為2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，由黃色變?yōu)槌壬��?br />故答案為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；橙；
（2）第②步發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)e元素的化合價(jià)升高，Cr元素的化合價(jià)降低，由電子守恒、電荷守恒可知離子反應(yīng)為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；由反應(yīng)可知，轉(zhuǎn)移1mol電子消耗1mol亞鐵離子，當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，需要消耗2molFeSO₄?7H₂O，則綠礬的質(zhì)量為2mol×278g/mol=556g，
故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；556；
（3）用鐵和石墨作電極電解含Cr₂O₇^2-的酸性廢水，最終將鉻轉(zhuǎn)化為Cr（OH）₃，則Fe在陽(yáng)極失去電子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，則Fe與電源正極相連作陽(yáng)極，故答案為：陽(yáng)；
（4）由鉻轉(zhuǎn)化為Cr（OH）₃，及電解生成的亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子，在陰極結(jié)合氫氧根離子生成沉淀，則陰極附近的沉淀是Cr（OH）₃、Fe（OH）₃，故答案為：Cr（OH）₃、Fe（OH）₃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物分離提純方法的選擇和應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，把握氧化還原反應(yīng)、電解原理為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與遷移應(yīng)用能力的考查，題目難度中等．