Question

【題目】含+6價(jià)鉻的廢水毒性強(qiáng)，對環(huán)境污染嚴(yán)重，工業(yè)上常利用化學(xué)原理把+6價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為不溶性Cr(OH)3除去。

Ⅰ、SO2還原法：化工廠常用SO2處理含鉻廢水，其工藝流程如下圖所示：

已知：Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+，吸收塔中 Cr2O72-與SO2反應(yīng)如下：Cr2O72﹣(aq)+3SO2(g)+2H+(aq)═2Cr3+(aq)+3SO42﹣(aq)+H2O(l) ΔH = -1145 kJ/mol。

（1）其他條件不變，研究吸收塔中pH對反應(yīng)的影響。

pH	2	4	6
Cr（+6）最大去除率	99.99%達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)	99.95%達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)	99.5%未達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)
時(shí)間	30 min	35 min	45 min

①由上述數(shù)據(jù)獲得的結(jié)論有_________。

②實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)控制pH = ____左右。

③下列說法不合理的是_____。

a.該酸性含鉻廢水中一定含有CrO42-，pH越大其含量越高

b.其他條件不變，增大壓強(qiáng)，吸收塔中反應(yīng)的K增大，有利于除去Cr（+6）

c.理論上看，SO32-、Fe2+等也可以用于除去Cr（+6）

（2）其他條件不變，研究溫度對Cr（+6）去除率的影響（如圖所示）。

已知：30min前相同時(shí)間內(nèi)，80℃的Cr（+6）去除率比40℃高，是因?yàn)?/span>30min前反應(yīng)正向進(jìn)行，溫度高反應(yīng)速率快反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大；試解釋30min后80℃的Cr（+6）去除率低的原因：________。

Ⅱ、電解法處理：

工業(yè)上處理含Cr2O72-離子的酸性廢水，采用往工業(yè)廢水中加入適量的食鹽，再用Fe為電極進(jìn)行電解，將Cr2O72—離子還原為可溶性三價(jià)鉻離子，再調(diào)pH使三價(jià)鉻離子變?yōu)椴蝗苄詺溲趸�物除去�?/span>

（1）加入食鹽的目的是 _______；

（2）電解時(shí)陽極反應(yīng)式為 _________。

Answer 1

【答案】pH越大，Cr(+6)的去除率降低，反應(yīng)速率越慢 4 b 30min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行，80℃的Cr(+6)去除率低 增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電能力 Fe-2e-=Fe2+

【解析】

(1)①根據(jù)圖表數(shù)據(jù)，pH越大，反應(yīng)越慢，鉻離子的最大去除率減�。虎�pH＜4，反應(yīng)速率快，二氧化硫未來得及反應(yīng)逸出，會污染空氣，pH＞4，反應(yīng)速率減慢，鉻離子去除率減�。虎�a．根據(jù)溶液的酸堿性對平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+的影響判斷；b．平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)；c．SO32-、Fe2+等具有還原性；據(jù)此分析判斷；

(2)30min前反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，開始反應(yīng)正向進(jìn)行，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大，30min后反應(yīng)大多平衡狀態(tài)，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率減小；

Ⅱ、陽極鐵失去電子生成亞鐵離子，陰極上氫離子得到電子生成氫氣；加入適量的NaCl可增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，據(jù)此分析解答。

Ⅰ、(1)①根據(jù)表格數(shù)據(jù)，隨pH增大，鉻離子的最大去除率減小，反應(yīng)所需時(shí)間越長，pH=6時(shí)不符合排放標(biāo)準(zhǔn)，由上述數(shù)據(jù)獲得的結(jié)論有：pH越大，Cr(+6)的去除率降低，反應(yīng)速率越慢，故答案為：pH越大，Cr(+6)的去除率降低，反應(yīng)速率越慢；

②pH＜4，反應(yīng)速率快，二氧化硫未來得及反應(yīng)逸出污染空氣，pH＞4，反應(yīng)速率減慢，鉻離子去除率減小，不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，且鉻離子形成氫氧化鉻會堵塞管道，所以實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)控制pH=4左右，故答案為：4；

③a．Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+，該酸性含鉻廢水中一定含有CrO42-，增大pH，氫離子濃度減小，平衡正向移動，CrO42-含量變大，故a正確；b．K只與溫度有關(guān)，其他條件不變，增大壓強(qiáng)，吸收塔中反應(yīng)的K不變，故b錯誤；c．理論上看，SO32-、Fe2+等具有還原性，+6價(jià)鉻元素的化合物具有氧化性，也可以用于除去Cr(+6)，故c正確；故答案為：b；

(2)30min前反應(yīng)正向進(jìn)行，溫度高，反應(yīng)速率快，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，80℃的Cr(+6)去除率比40℃高，30min后，80℃條件下的反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，80℃的Cr(+6)去除率低，故答案為：30min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動，80℃的Cr(+6)去除率低；

Ⅱ、(1)因NaCl為電解質(zhì)，加入適量的NaCl可增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電能力，故答案為：增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電能力；

(2)Fe為陽極，為活性電極，則鐵失去電子生成Fe2+，所以陽極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+，故答案為：Fe-2e-=Fe2+。