Question

（2011?福建模擬）電鍍廢水、廢渣的處理和綜合利用體現(xiàn)了綠色化學的思想．
Ⅰ．含鉻電鍍廢水的處理可采用以下方法：
（1）電解法．往廢水中加入適量氯化鈉，以鐵為電極進行電解，電解過程中，陽極的電極反應式為

Fe-2e^-=Fe²⁺

．
（2）沉淀法．含鉻廢水中存在平衡：Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺．往廢水中加入BaCl₂，鉻元素轉化為鉻酸鋇（BaCrO₄）沉淀，此過程中，還應加入NaOH，理由是

使平衡Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺右移，有利于除鉻

．
Ⅱ．某工廠利用富含鎳（Ni）的電鍍廢渣（含有Cu、Zn、Fe、Cr等雜質）制備NiSO₄?6H₂O．其生產(chǎn)流程如圖所示：
（3）步驟①中加入H₂SO₄后，需充分攪拌的目的是

提高廢渣的溶解速率和溶解程度

．
（4）步驟③中，在酸性條件下，H₂O₂使Fe²⁺轉化為Fe³⁺的離子方程式為

2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O

．
（5）已知：ⅰ．Ksp[Fe（OH）₃]=2.5×10^-39、Ksp[Cr（OH）₃]=6.3×10^-31；ⅱ．溶液中離子濃度小于10^-5 mol?L^-1時，可視為沉淀完全．25℃時，若沉淀E為Fe（OH）₃和Cr（OH）₃，步驟④中，應控制溶液的pH不小于

5.6

．（提示：lg2.5×10^-39=-38.6，lg6.5×10^-31=-30.2）
（6）溶液C中溶質的主要成分是

Na₂SO₄

．

Answer 1

分析：（1）活潑金屬作電極，電解電解質溶液時，陽極上金屬失電子，陰極上溶液中陽離子得電子；
（2）根據(jù)氫氧根離子對化學平衡的影響分析；
（3）攪拌的目的是提高廢渣的溶解速率和溶解程度；
（4）雙氧水有強氧化性，二價鐵離子有還原性，所以雙氧水和二價鐵離子能發(fā)生氧化還原反應；
（5）先根據(jù)溶度積產(chǎn)生計算氫氧根離子濃度，再根據(jù)溶液中氫離子濃度計算pH；
（6）根據(jù)每一步的反應及沉淀生成的成分判斷最后所得溶液的溶質．

解答：解：（1）活潑金屬作電極，電解電解質溶液時，陽極上鐵失電子生成亞鐵離子進入溶液，陰極上溶液中氫離子得電子生成氫氣，
故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；
（2）氫氧根離子和氫離子反應生成水，促使平衡Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺右移，有利于鉻元素轉化為鉻酸鋇（BaCrO₄）沉淀，
故答案為：使平衡Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺右移，有利于除鉻；
（3）攪拌的目的是提高廢渣的溶解速率和溶解程度，故答案為：提高廢渣的溶解速率和溶解程度；
（4）雙氧水有強氧化性，二價鐵離子有還原性，所以雙氧水和二價鐵離子能發(fā)生氧化還原反應生成鐵離子和水，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（5）Ksp[Fe（OH）₃]=2.5×10^-39，c（OH^-）=

3	KSP 10-5

=

3	2.5×10-39 10-5

=0.6×10^-11，c（H⁺ ）=1.6×10^-3，pH=2.8，
[Cr（OH）₃]=6.3×10^-31，c（OH^-）=

3	KSP 10-5

=

3	6.3×10-31 10-5

=4×10^-9，c（H⁺ ）=2.5×10^-6，pH=5.6，
所以溶液中的PH控制在5.6，故答案為：5.6；
（6）電鍍廢渣（含有Cu、Zn、Fe、Cr等雜質）和硫酸反應生成硫酸鹽，加入硫化鈉溶液后，溶液中含有硫酸鈉、硫酸亞鐵、硫酸鉻等，向溶液中雙氧水和氫氧化鈉溶液后，溶液中含有硫酸鎳、硫酸鈉，向溶液中加碳酸鈉溶液后，所以溶液中的溶質是硫酸鈉，
故答案為：Na₂SO₄．

點評：本題考查了電解原理和金屬的回收等知識點，難度不大，難點是計算溶液的pH值，會根據(jù)沉淀的溶度積常數(shù)計算溶液的pH值．