Question

【題目】欲降低廢水中重金屬元素鉻的毒性，可將Cr2O轉化為Cr(OH)3沉淀除去。已知該條件下：

（1）某含鉻廢水處理的主要流程如圖所示：

①初沉池中加入的混凝劑是K2SO4·Al2(SO4)3·2H2O，其作用為(用離子方程式表示)____。

②反應池中發生主要反應的離子方程式是Cr2O72-＋3HSO3-＋5H＋===2Cr3＋＋3SO42-＋4H2O。根據“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，此過程中發生主要反應的離子方程式是_____、____。證明Cr3＋沉淀完全的方法是____。

（2）工業可用電解法來處理含Cr2O廢水。實驗室利用如圖裝置模擬處理含Cr2O72-的廢水，陽極反應式是Fe－2e－===Fe2＋，陰極反應式是2H＋＋2e－===H2↑。Fe2＋與酸性溶液中的Cr2O72-反應的離子方程式是_____，得到的金屬陽離子在陰極區可沉淀完全。用電解法處理該溶液中0.01molCr2O72-時，至少得到沉淀的質量是____g。

Answer 1

【答案】Al3＋＋3H2O===Al(OH)3(膠體)＋3H＋[或Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋] Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓ H＋＋OH－===H2O 測定溶液的pH，若pH≥8，則證明Cr3＋沉淀完全 Cr2O72-＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 8.48

【解析】

（1）①氫氧化鋁膠體能吸附懸浮物，所以作混凝劑；
②反應池中發生主要反應的離子方程式是Cr2O72-+3HSO3-+5H+═2Cr3++3SO42-+4H2O，反應后溶液中有H+、Cr3+，加NaOH溶液，NaOH會和H+、Cr3+發生反應；
（2）Fe2+離子與Cr2O72-離子發生氧化還原反應生成Fe3+離子和Cr3+離子；隨著電解進行，溶液中c（H+）逐漸減少，c（OH-）濃度增大；根據Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，Cr3++3OH-═Cr（OH）3↓、Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓進行計算。

（1）①K2SO4﹒Al2（SO4）3﹒24H2O為強電解質，在溶液中完全電離，生成Al3+和SO42-、K+，Al3+能水解生成氫氧化鋁膠體：Al3++3H2O=Al（OH）3（膠體）+3H+或Al3++3H2OAl（OH）3+3H+，氫氧化鋁膠體具有吸附性，能吸附水中的懸浮物，所以能作凈水劑，
故答案為：Al3＋＋3H2O===Al(OH)3(膠體)＋3H＋[或Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋] ；

②反應池中發生主要反應的離子方程式是Cr2O72-+3HSO3-+5H+═2Cr3++3SO42-+4H2O，反應后溶液中有H+、Cr3+；根據“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，NaOH會和H+發生反應H++OH-═H2O，Cr3+與NaOH發生反應Cr3++3OH-═Cr（OH）3↓，根據題給圖表信息可知，Cr（OH）3沉淀完全時的pH為8，所以，測定溶液的pH，若pH≥8，則證明Cr3+沉淀完全，
故答案為：Cr3++3OH-═Cr（OH）3↓、H++OH-═H2O；測定溶液的pH，若pH≥8，則證明Cr3+沉淀完全；
（2）亞鐵離子與Cr2O72-發生氧化還原反應，被還原為Cr3+，重鉻酸根具有強氧化性，能將生成的亞鐵離子氧化為三價，即6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；隨著電解進行，溶液中c（H+）逐漸減少，打破了水的電離平衡，促進了水的電離，使溶液中OH-濃度增大，溶液的堿性增強，生成Fe（OH）3和Cr（OH）3沉淀，金屬陽離子在陰極區可沉淀完全；根據Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，Cr3++3OH-═Cr（OH）3↓、Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓知0.01molCr2O72-，可生成0.02molCr（OH）3，0.06molFe（OH）3，至少得到沉淀的質量是0.02mol×103g/mol+0.06mol×107g/mol=8.48g；
故答案為：Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O； 8.48。