Question

1．工業(yè)上為了處理含有Cr₂O₇^2-酸性工業(yè)廢水，采用下面的處理方法：往工業(yè)廢水中加入適量的NaCl，以Fe為電極進(jìn)行電解，經(jīng)過一段時(shí)間，有Cr（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀生成，工業(yè)廢水中鉻（Cr）的含量已低于排放標(biāo)準(zhǔn)．請回答下列問題：
（1）電極反應(yīng)式：陽極Fe-2e^-═Fe²⁺；2H⁺+2e^-═H₂↑
（2）寫出Cr₂O₇^2-變?yōu)镃r³⁺的離子方程式6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O
（3）工業(yè)廢水pH升高的原因陰極反應(yīng)消耗H⁺，溶液中的氧化還原反應(yīng)也消耗H⁺，使溶液pH升高
（4）不能（填“能”或“不能”）改用石墨電極，原因若用石墨做電極，則無法產(chǎn)生還原劑Fe²⁺，使Cr₂O₇^2-還原為Cr³⁺，變成沉淀除去．

Answer 1

分析 （1）Fe為電極進(jìn)行電解時(shí)，陽極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)陰極附近有氫氧根離子生成；
（2）酸性條件下，Cr₂O₇^2-和亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成鐵離子和鉻離子；
（3）陰極上及發(fā)生氧化還原都消耗氫離子；
（4）如果改用石墨作電極，則陽極不能生成亞鐵離子，導(dǎo)致無法生成鉻離子．

解答 解：（10Fe為電極進(jìn)行電解時(shí)，陽極是活潑電極，則電極本身發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即Fe-2e^-═Fe²⁺，陰極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即2H⁺+2e^-═H₂↑，
故答案為：Fe-2e^-═Fe²⁺；2H⁺+2e^-═H₂↑；
（2）Cr₂O₇^2-具有強(qiáng)氧化性，可以將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為2Cr³⁺，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案為：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
（3）陰極反應(yīng)消耗H⁺，溶液中的氧化還原反應(yīng)也消耗H⁺，導(dǎo)致溶液中氫離子濃度降低，從而使溶液pH升高，
故答案為：陰極反應(yīng)消耗H⁺，溶液中的氧化還原反應(yīng)也消耗H⁺，使溶液pH升高；
（4）若用石墨做電極，則無法產(chǎn)生還原劑Fe²⁺，從而使Cr₂O₇^2-無法還原為Cr³⁺變成沉淀除去，所以不能用石墨作電極，
故答案為：不能；若用石墨做電極，則無法產(chǎn)生還原劑Fe²⁺，使Cr₂O₇^2-還原為Cr³⁺，變成沉淀除去．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解池原理，涉及物質(zhì)的分離和提純、氧化還原反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)，明確各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，注意：活潑金屬作陽極時(shí)，陽極上金屬失電子而不是溶液中陰離子失電子，為易錯(cuò)點(diǎn)，題目難度中等．