Question

【題目】鉻(VI)的化合物是有毒物，已知Cr(III)鹽的毒性只有Cr(VI)鹽的0.5％，所以將廢水中Cr(VI)轉化為Cr(III)是處理Cr(VI)廢水的方向。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，現采用下列兩種方法進行處理后再排出。

方法一：化學法

用FeSO4·7H2O處理含鉻廢水的優點是經過加配料比后可用最終的產物制備鐵氧體復合氧化物 (用Crx3+Fe2-xFe2+O4表示)的原料。

（1）在利用化學法處理時，FeSO4把廢水中Cr2O72-還原的離子方程式為______。

（2）在pH<4的含鉻(VI)廢水中，加入FeSO4·7H2O的質量應為廢水中CrO3質量的 倍，才能使得到的固體產物符合鐵氧體復合氧化物的組成。而在實際操作中一般要___ (填“大于”、“小于”)這個比例，原因為_____________。

方法二： 電解法的工藝流程如下

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：

（3）加入適量食鹽的作用為________，選擇Fe做電極的原因是____________。

（4）隨著電解和溶液中反應的進行，陰極區溶液pH____(填“變大”、“變小”)，鼓入空氣的原因是_______________。

（5）電解過程中當H+濃度小到一定程度時，便會析出Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀，已知常溫下，Cr(OH)3的溶度積Ksp=10-32，要使c(Cr3+)降至l0-5mol/L，溶液的pH應至少為___________。

Answer 1

【答案】

（2）13.9倍；大于 因綠礬易被氧化，故試劑用量可能要比理論值大。

（3）加入食鹽，是增加污水中離子濃度，增強導電能力。陽極：陰極：以生成的亞鐵離子為還原劑，在酸性溶液中與Cr2O72-離子發生氧化還原反應使Cr2O72-離子被還原成Cr3+。

（4）變大 在處理過程中鼓入空氣，讓空氣中氧氣充分與氫氧化亞鐵反應，成為容易分離的氫氧化鉻和氫氧化鐵，使廢水含鉻量降到可排放標準。

（5）5

【解析】

試題分析：（1）在利用化學法處理時，FeSO4把廢水中Cr2O72-還原的離子方程式為

（2）根據Crx3+Fe2-xFe2+O4結合第一小題反應方程式可得出x=0.5mol，即三價鉻離子為0.5mol，三價鐵為1.5mol，該氧化物中還有1mol亞鐵離子存在，所以的出綠礬與CrO3的物質的量之比為5：1，質量比為278*5/100=13.9倍，才能使得到的固體產物符合鐵氧體復合氧化物的組成。而在實際操作中一般要大于這個比例，原因為因綠礬易被氧化，故試劑用量可能要比理論值大。

（3）加入適量食鹽的作用為增加污水中離子濃度，增強導電能力，選擇Fe做電極的原因是陽極：陰極：以生成的亞鐵離子為還原劑，在酸性溶液中與Cr2O72-離子發生氧化還原反應使Cr2O72-離子被還原成Cr3+。

（4）隨著電解和溶液中反應的進行，陰極區氫離子放電，產生氫氧根離子，所以溶液pH變大，鼓入空氣的原因是在處理過程中鼓入空氣，讓空氣中氧氣充分與氫氧化亞鐵反應，成為容易分離的氫氧化鉻和氫氧化鐵，使廢水含鉻量降到可排放標準。

（5）根據Cr(OH)3的溶度積常數，Ksp=10-32=C（Cr3+）*C（OH-）3帶入數據計算出C（OH-）=10-9即pH=5