Question

（12分）含鉻化合物有毒，對人畜危害很大。因此含鉻廢水必須進行處理才能排放。
已知：
（1）在含+6價鉻的廢水中加入一定量的硫酸和硫酸亞鐵，使+6價鉻還原成+3價鉻；再調節溶液pH在6～8之間，使Fe³⁺和Cr³⁺轉化為Fe(OH)₃、Cr(OH)₃沉淀而除去。
①寫出Cr₂O₇^2―與FeSO₄溶液在酸性條件下反應的離子方程式           。
②用離子方程式表示溶液pH不能超過10的原因           。
（2）將含+6價鉻的廢水放入電解槽內，用鐵作陽極，加入適量的氯化鈉進行電解。陽極區生成的Fe²⁺和Cr₂O₇^2一發生反應，生成的Fe³⁺和Cr³⁺在陰極區與OH^一結合成氫氧化物沉淀而除去。
①寫出陰極的電極反應式           。
②電解法中加入氯化鈉的作用是           。
（3）某化學興趣小組以含+6價鉻和+2價錳的工業廢水為試樣，研究鐵屑用量和pH值對廢水中鉻、錳去除率的影響。
①取100mL廢水于250 mL三角瓶中，調節pH值到規定值，分別加入不同量的廢鐵屑．得到鐵屑用量對鉻和錳去除率的影響如下圖9所示。則在pH一定時，廢水中鐵屑用量為
         時，錳、鉻去除率最好。
②取100mL廢水于250 mL三角瓶中，加入規定量的鐵粉，調成不同的pH值。得到pH值對鉻和錳去除率的影響如下圖10所示。則在鐵屑用量一定時，廢水pH=         時錳、鉻去除率最好。

Answer 1

每空2分，共12分
（1）①Cr₂O₇^2― + 6 Fe²⁺ + 14H⁺＝ 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O
②Cr(OH)₃ + OH^－＝ CrO₂^－ + 2H₂O
（2）①2H⁺ + 2e^―＝ H₂↑或2H₂O + 2e^―＝ H₂↑ + 2OH^―    ②增強溶液導電性
（3）①15%      ②4

解析（1）①Cr₂O₇^2―與FeSO₄溶液在酸性條件下反應的離子方程式
Cr₂O₇^2― + 6 Fe²⁺ + 14H⁺＝ 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O
②Cr(OH)₃ + OH^－＝ CrO₂^－ + 2H₂O
（2）陰極：2H⁺ + 2e^―＝ H₂↑或2H₂O + 2e^―＝ H₂↑ + 2OH^―（2分）
（副反應：Fe^3＋＋3OH^―="Fe" (OH)₃↓
Cr^3＋＋3OH^―="Cr" (OH)₃↓
陽極：Fe―2e^―=Fe^2＋
Cr₂O₇^2― + 6 Fe²⁺ + 14H⁺＝ 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O
所以答案為①2H⁺ + 2e^―＝ H₂↑或2H₂O + 2e^―＝ H₂↑ + 2OH^―    ②增強溶液導電性
（3）讀圖9：廢水中鐵屑用量為15%時，錳、鉻去除率最好。由圖10看出：在鐵屑用量一定時，廢水pH=4時錳、鉻去除率最好。