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(zhuǎn)化為Cr(III)是處理Cr(VI)廢水的方向。某鉻鹽廠生產(chǎn)過程中排出含Cr2O72-的工業(yè)酸性廢水．為防止污染環(huán)境，現(xiàn)采用下列兩種方法進(jìn)行處理后再排出。

方法一：化學(xué)法

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

（1）在利用化學(xué)法處理時(shí)，F(xiàn)eSO4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(zhì)量應(yīng)為廢水中CrO3質(zhì)量的 倍，才能使得到的固體產(chǎn)物符合鐵氧體復(fù)合氧化物的組成。而在實(shí)際操作中一般要___ (填“大于”、“小于”)這個(gè)比例，原因?yàn)開____________。

方法二： 電解法的工藝流程如下

在整個(gè)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(gè)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(yīng)的進(jìn)行，陰極區(qū)溶液pH____(填“變大”、“變小”)，鼓入空氣的原因是_______________。

（5）電解過程中當(dāng)H+濃度小到一定程度時(shí)，便會(huì)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(yīng)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(qiáng)導(dǎo)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(fā)生氧化還原反應(yīng)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(yīng)，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(biāo)準(zhǔn)。

（5）5

【解析】

試題分析：（1）在利用化學(xué)法處理時(shí)，F(xiàn)eSO4把廢水中Cr2O72-還原的離子方程式為

（2）根據(jù)Crx3+Fe2-xFe2+O4結(jié)合第一小題反應(yīng)方程式可得出x=0.5mol，即三價(jià)鉻離子為0.5mol，三價(jià)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(zhì)的量之比為5：1，質(zhì)量比為278*5/100=13.9倍，才能使得到的固體產(chǎn)物符合鐵氧體復(fù)合氧化物的組成。而在實(shí)際操作中一般要大于這個(gè)比例，原因?yàn)橐蚓G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(qiáng)導(dǎo)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(fā)生氧化還原反應(yīng)使Cr2O72-離子被還原成Cr3+。

（4）隨著電解和溶液中反應(yīng)的進(jìn)行，陰極區(qū)氫離子放電，產(chǎn)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(yīng)，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(biāo)準(zhǔn)。

（5）根據(jù)Cr(OH)3的溶度積常數(shù)，Ksp=10-32=C（Cr3+）*C（OH-）3帶入數(shù)據(jù)計(jì)算出C（OH-）=10-9即pH=5