Question

工業(yè)上處理含有Cr₂O₇^2－的酸性工業(yè)廢水，通常有兩種處理方法。第一種方法是：先加入綠礬（FeSO₄·7H₂O），把廢水中的Cr₂O₇^2－還原成Cr³⁺離子，再加入過量的石灰水，使Cr³⁺轉變?yōu)镃r（OH）₃沉淀。第二種方法是：①往工業(yè)廢水里加入適量的NaCl，攪拌均勻；②用Fe為電極進行電解，經過一段時間有Cr（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀產生；③過濾回收沉淀，廢水達到排放標準。試回答：
（1）電解時的電極反應:陽極                     ，陰極                           。
（2）Cr₂O₇^2－轉變成Cr³⁺的離子反應方程式：                              。
（3）采用第二種方法時，往工業(yè)廢水里加入適量的NaCl的目的是                      。
（4）能否用石墨電極來代替Fe電極？       （填“能”或“不能”），簡述理由：
                                                                     。

Answer 1

（1）Fe－2e^－＝Fe²⁺（1分） 2H⁺+2e^－＝H₂↑（1分）
（2）6Fe²⁺+ Cr₂O₇^2－+14H⁺ ＝ 6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O（2分）
（3）增強溶液（或廢水）的導電性。（1分）
（4）不能，因為陽極不能產生能將Cr₂O₇^2－還原到Cr³⁺的Fe²⁺。（2分）
解析:由于Cr（Ⅵ）的化合物毒性遠高于Cr（Ⅲ）化合物，將Cr（Ⅵ）轉化為Cr（Ⅲ），對廢水進行處理是電化學知識在實際生活中的具體運用。在處理有關問題時，應注意思維的有序性：首先應考慮，溶液中陰陽離子在外電場作用下的定向遷移；然后再考慮陰陽兩極按放電順序可能發(fā)生的電極方程式。陰極：2H⁺+2e^－＝H₂↑，陽極：Fe－2e^－＝Fe²⁺，產生的Fe²⁺在向陰極遷移的過程中與向陽極遷移的Cr₂O₇^2－相遇，發(fā)生氧化還原反應：6Fe²⁺+ Cr₂O₇^2－+14H⁺ ＝ 6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，使Cr₂O₇^2－轉化為Cr³⁺，同時Fe²⁺也轉化為Fe³⁺。在以上電解的陰極反應及Fe²⁺與Cr₂O₇^2－的氧化還原反應中都消耗了大量的H⁺，溶液的pH不斷變大，有利于Fe³⁺，Cr³⁺生成相應的Fe（OH）₃、Cr（OH）₃沉淀。若將Fe電極改成為石墨電極，由于不能產生的Fe²⁺，而不能將Cr₂O₇^2－轉化為毒性較低的Cr³⁺，顯然是不行的。

略