Question

工業含鉻（Cr）廢水的處理原理是將Cr₂O₇^2-轉化為Cr³⁺，再將Cr³⁺轉化為沉淀．廢水pH與Cr₂O₇^2-轉化為Cr³⁺的關系如圖1，實驗室模擬工業電解法處理含鉻廢水的裝置如圖2：

請根據以上知識回答下列問題：
（1）含鉻廢水預處理的方法是

調節pH為1左右

．
（2）在圖2中連接鐵棒的一極是電源的

正

極．
（3）實驗中除能觀察到廢水顏色發生變化外，還能觀察到的現象是

陰極區產生沉淀

．
表一：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cr（OH）3	Al（OH）3
開始沉淀	2.7	7.5	4.3	3.4
完全沉淀	4.1	9.7	5.6	5.2

（4）當廢水顏色不再發生明顯變化時，切斷電源，取出電極，再調節電解液的pH至8左右．調節pH的目的是

使溶液中的Fe³⁺、Cr³⁺全部轉化為氫氧化物沉淀

．
（5）含鉻廢水國家排放標準為

+6

Cr

含量≤0.1000mg/L．取上述電解后的廢水200.00mL，調節pH=1后置于錐形瓶中，用濃度為0.0001mol/L的KI溶液滴定，至滴定終點時，用去KI溶液9.00mL．已知酸性條件下，I^-被Cr₂O₇^2-氧化的產物為I₂．用計算所得數據說明上述電解法處理后的廢水是否符合國家排放標準

符合

．

Answer 1

分析：（1）根據廢水pH與Cr₂O₇^2-轉化為Cr³⁺的關系圖1分析；
（2）在電解池中，陽極是活潑金屬電極時，則電極本身失去電子，以此來解答；
（3）陰極上是電解質中陽離子得電子的反應，重鉻酸根離子具有強氧化性，亞鐵離子具有還原性，生成Fe3⁺，Cr³⁺，Fe³⁺、Cr³⁺轉化為氫氧化物沉淀；
（4）根據Cr（OH）₃、Fe（OH）₃沉淀的PH值進行解答；
（5）根據Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O計算；

解答：解：（1）根據廢水pH與Cr₂O₇^2-轉化為Cr³⁺的關系圖1可知：當pH為1時，Cr₂O₇^2-轉化為Cr³⁺的轉化率接近100%，
故答案為：調節pH為1左右；
（2）亞鐵離子與Cr₂O₇^2-發生氧化還原反應被還原為Cr³⁺，在電解池中，陽極是活潑金屬電極時，則電極本身失去電子，所以須用Fe做電極進行電解，陽極發生Fe-2e^-=Fe²⁺，與電源正極相連的為陽極，
故答案為：正；
（3）在電解池中，陽極是活潑金屬鐵電極時，則電極本身失去電子，即Fe-2e^-=Fe²⁺，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⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，陰極，根據放電順序陰極上是電解質中氫離子得電子的反應，即2H⁺+2e=H₂↑，所以陰極區產生沉淀，Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓，Cr³⁺+3OH^-═Cr（OH）₃↓，
故答案為：陰極區產生沉淀；
（4）由氫氧化鐵和氫氧化鉻沉淀的pH表可知，氫氧化鐵完全沉淀pH應控制在4.1，氫氧化鉻完全沉淀pH應控制在5.6，調節電解液的pH至8左右，目的使溶液中的Fe³⁺、Cr³⁺全部轉化為氫氧化物沉淀，
故答案為：使溶液中的Fe³⁺、Cr³⁺全部轉化為氫氧化物沉淀；
（5）廢水200.00mL，調節pH=1后置于錐形瓶中，用濃度為0.0001mol/L的KI溶液滴定，至滴定終點時，用去KI溶液9.00mL，Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O，
        1            6
      n（Cr₂O₇^2-）  9×10^-3L×0.0001mol/L      n（Cr₂O₇^2-）=1.5×10^-7mol，廢水1L中n（Cr₂O₇^2-）=7.5×10^-7mol，廢水1L中n（

+6

Cr

）=1.5×10^-6mol，電解后的廢水中

+6

Cr

含量=1.5×10^-6mol×52g/mol=0.0780 mg/L，符合國家排放標準為

+6

Cr

含量≤0.1000mg/L，
故答案為：符合；

點評：本題考查較為綜合，涉及氧化還原反應、電解、化學計算等，需要學生具備扎實的基礎知識，平時注意培養分析和解決問題的能力，題目難度中等．