Question

【題目】某鉻鹽廠生產過程中排出含Cr2O72-的工業酸性廢水。為防止污染環境，現采用下列工藝流程進行處理后再排出。

在整個處理過程中，Cr2O72-被還原為Cr3+，溶液的pH值逐漸升高，最后濾出的沉淀有Cr(OH)3和Fe(OH)3，試分析這個污水處理過程，回答：

（1）電解時，鐵電極上的電極反應式：

陽極：__________________________________，

陰極：__________________________________。

（2）用鐵(而不用炭)作電極進行電解的原因：__________________________。

（3）Cr2O72-在酸性環境中被還原劑還原，能除去Cr2O72-。減少溶液酸性是整個工藝流程中關鍵的一步，這個變化的離子方程式是____________。

（4）溶液的pH值逐漸增大的原因是______________________。

Answer 1

【答案】Fe－2e-＝Fe2+ 2H+＋2e-＝H2↑ 產生還原劑Fe2+ Cr2O72-＋6Fe2+＋14H+＝2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O Cr2O72-還原時消耗H+，電解時陰極H+放電，都使溶液酸性減弱，pH值升高

【解析】

實驗原理是：

電解產生Fe2+，將Cr2O72-被還原為Cr3+；

電解消耗溶液中的H＋，降低了溶液的酸性，從而生成Cr（OH）3沉淀。

（1）電解時，陽極電解活性電極鐵，電極反應式為：Fe－2e-＝Fe2+，陰極電解溶液中的陽離子氫離子，電極反應式為：2H+＋2e-＝H2↑；

（2）炭是惰性電極，鐵是活性電極，用鐵作電極進行電解能產生還原劑Fe2+，在酸性溶液中與Cr2O72-離子發生氧化還原反應，將Cr2O72-被還原為Cr3+；

（3）Cr2O72-在酸性環境中被還原劑Fe2+還原，能減少溶液酸性，該離子方程式是Cr2O72-＋6Fe2+＋14H+＝2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O；

（4）在電解過程中，陰極消耗了溶液中的H＋產生氫氣，降低了溶液的酸性，同時，在Cr2O72－與Fe2＋反應被還原為Cr3＋的過程中，又消耗了溶液中的H＋使溶液的酸性減弱，從而生成Cr（OH）3沉淀，降低了廢水中有害物質鉻的污染。所以，導致溶液pH值升高的原因有上述兩個。