Question

【題目】元素鉻及其化合物工業用途廣泛，但含+6價鉻的污水會損害環境，必須進行處理。某工廠的處理工藝流程如下：

（1）N2H4的電子式為___________。

（2）下列溶液中，可以代替上述流程中N2H4的是___________。(填選項序號）

A．FeSO4溶液 B．濃HNO3溶液 C．酸性KMnO4溶液 D．Na2SO3溶液

（3）已知加入N2H4的流程中，N2H4轉化為無污染的物質，則該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為___________。

（4）在實際的含鉻廢水處理中，還可采用直接沉淀的方法，處理成本較低。

①已知含鉻酸性廢水中存在著Cr2O72-和CrO42-相互轉化的平衡，請用離子方程式表示它們之間的轉化反應___________；

②在實際工業生產中，加入沉淀劑BaCl2溶液之前還要加入一定量的NaOH，這樣有利于沉淀的生成，則生成的沉淀為____________寫化學式）。

（5）工業上可用電解法來處理含Cr2O的酸性廢水。具體方法是首先通過電解制得還原劑，然后還原劑將Cr2O還原為Cr3+，最終轉化成Cr(OH)3沉淀而除去。如圖為電解裝置示意圖(電極材料分別為鐵和石墨)。

①裝置中b電極的材料是________(填“鐵”或“石墨”)。

②上述處理過程中，Cr2O被還原成Cr3+的離子方程式為_______________________。

Answer 1

【答案】 AD 2∶3 Cr2O72-+H2O22CrO42-+2H+ BaCrO4 鐵 Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

【解析】（1）氨分子中氫原子被氨基（-NH2）取代后的生成物叫肼，分子中全部為單鍵，電子式為：，故答案為：；

（2）Cr2O72-中Cr的化合價為+6價，在N2H4的作用下生成Cr3+，Cr元素的化合價降低，被還原，故N2H4作還原劑。A．FeSO4濟液具有還原性，可作還原劑，故A正確；B．濃HNO3溶液具有氧化性，可作氧化劑，故B錯誤；C．甲酸性KMnO4溶液具有氧化性，可作氧化劑，故C錯誤；D．Na2SO3溶液具有還原性，可作還原劑，故D正確；故答案為：AD；

（3）發生的離子方程式為2 Cr2O72-+3N2H4+16H+=4Cr3++3N2+14H2O，Cr2O72-中Cr的化合價為+6價，在N2H4的作用下生成Cr3+，Cr元素的化合價降低，被還原，故N2H4作還原劑，Cr2O72-作氧化劑，故氧化劑與還原劑的物質的量之比為2：3，故答案為：2：3；

（4）①Cr2O72-和CrO42-在溶液中可相互轉化，反應的離子方程式為Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+，故答案為：Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+；

②含鉻廢水中存在著平衡：Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+．在實際工業生產中，加入沉淀劑BaCl2溶液之前還要加入一定量的NaOH，這樣有利于沉淀的生成，氫氧根離子和氫離子反應生成水，促使平衡正向進行，有利于鉻元素轉化為鉻酸鋇沉淀，則生成沉淀的化學式為BaCrO4，故答案為：BaCrO4。

（5）①Cr2O72-具有強氧化性，將Cr2O72-轉化成Cr（OH）3沉淀需要還原劑，Fe作陽極，該電極上Fe失電子生成Fe2+，Fe2+具有還原性，能還原將Cr2O72-轉化成Cr3+，同時自身被還原生成Fe3+，所以a電極材料是石墨、b電極材料是Fe，故答案為：鐵；

②b電極上Fe失電子生成Fe2+，亞鐵離子具有還原性，b電極附近Fe2+和Cr2O72-發生氧化還原反應Cr3+、Fe3+，同時有水生成，Cr元素化合價由+6價變為+3價、Fe元素化合價由+2價變為+3價，轉移電子數為6，結合電荷守恒、原子守恒配平方程式為Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，故答案為：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。