Question

电镀行业产生的酸性含铬废水对环境有污染，其中所含的Cr(VI)是主要污染物，可采用多种方法处理将其除去，查阅资料可知：  常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 如下表：

阳离子	Fe^3+	Fe^2+	Cr^3+
开始沉淀的 pH	1.9	7.0	4.3
沉淀完全的 pH	3.2	9.0	5.6

I．腐蚀电池法

(1)向酸性含铬废水中投放废铁屑和焦炭，利用原电池原理还原 Cr(VI)。下列关于铁屑的说法中正确的是______________(填字母序号)。

a．作原电池的正极    b．在反应中作还原剂    c．铁屑生成 Fe³⁺可以进一步还原

II．电解还原法

向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体，以Fe为电极电解，经过一段时间，有Cr(OH)₃和Fe(OH)₃沉淀生成排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。装置如下图所示。

(2)B极连接电源的___________极；

(3)电解开始时，B 极上主要发生的电极反应为2H⁺+2e^-= H₂↑，此外还有少量在B极上直接放电，该反应的电极反应式为 _______________。

(4)①酸性环境可以促使到的转化，写出对应的离子方程式：__________________；

②写出酸性环境中 Fe²⁺还原的离子方程式_______________________。

Answer

b 负 +14H+ +6e-=2Cr3+ +7H2O 2+2H+=+H2O 6Fe2+++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O

【解析】

(1).根据原电池形成条件及正负极特征可知：Fe为负极，发生氧化反应生成Fe2+；

II.向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体，以Fe为电极电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，因Fe为电极进行电解时，阳极是活性电极，则Fe失电子，由装置图可知，与B极相连的电极表面产生H2，该电极的电极反应为2H++2e-=H2↑， 则B极连接电源负极，A为阳极，则A连接电源的正极，据此解答。

(1).向酸性含铬废水中投放废铁屑和焦炭，形成原电池，铁作原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；焦炭作正极，但焦炭是惰性材料，本身不能被还原，由于废水呈酸性，正极上可能发生反应2H++2e-= H2↑，观察到焦炭表面有气泡产生，则b正确，故选：b；

(2)由图1可知，与B极相连的电极表面产生H2，该电极的电极反应为2H++2e-=H2↑， 则B极连接电源负极，故答案为：负极；

(3).B极是阴极，发生还原反应，少量在B极上直接放电被还原为Cr3+，电解质溶液呈酸性，则电极反应式为：+14H++6e-=2Cr3++7H2O，故答案为：+14H++6e-=2Cr3++7H2O；

(4)①酸性环境中到的转化中Cr的化合价未改变，则方程式为：2+2H+=+H2O，故答案为：2+2H+=+H2O；

②由题可知，在酸性环境中Fe2+被氧化为Fe3+，同时被Fe2+还原为Cr3+，则Fe2+与在酸性条件下的的离子方程式为：6Fe2+++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，故答案为：6Fe2+++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。