Question

【題目】工業(yè)廢水中含有流失的生產(chǎn)用料、中間產(chǎn)物和產(chǎn)品，以及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，廢水的排放量迅速增加，嚴(yán)重威脅人類(lèi)的健康和安全，工業(yè)廢水的處理比城市污水的處理更為重要。下圖是含鉻工業(yè)廢水和含氰廢水的處理流程：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)電鍍廢水中的鉻主要以CrO42—形式存在，其中Cr元素的化合價(jià)為 。

(2)酸性條件下，CrO42—極易被還原劑還原為毒性較小的Cr3+。圖中“反應(yīng)Ⅰ”的離子方程式為 。

(3)pH>10時(shí)，“反應(yīng)Ⅱ”中的NaClO可快速地將氰離子(CN—)氧化為無(wú)毒的兩種物質(zhì)，這兩種物質(zhì)是 、 (寫(xiě)化學(xué)式)；若pH<8.5，則生成劇毒的CNCl氣體(沸點(diǎn)13.1℃),寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式 。

(4)經(jīng)過(guò)“反應(yīng)Ⅰ”和“反應(yīng)Ⅱ”將兩種廢水混合的目的是 。

(5)含氰廢水及含鉻廢水可以通過(guò)電化學(xué)的方法進(jìn)行無(wú)害化處理。

①可采用惰性電極對(duì)含氰廢水進(jìn)行電解，氰離子在堿性條件下被氧化為無(wú)毒的物質(zhì)，該電解工藝中，陽(yáng)極電極反應(yīng)式是 。

②電解法處理酸性含鉻廢水(若鉻元素以Cr2O72—形式存在)時(shí)，以鐵板和石墨作電極，處理過(guò)程中存在反應(yīng)Cr2O72—+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為 ，當(dāng)有1 mol Cr2O72—被還原時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移的電子為 mol。

Answer 1

【答案】

(1)+6 ；

(2)2CrO42—+3SO32—+10H+=2Cr3++3SO42—+5H2O；

(3)N2、CO32—(或答N2、Na2CO3) ；CN—+ClO—+H2O=CNCl+2OH—；

(4)使兩個(gè)反應(yīng)中過(guò)量的氧化劑和還原劑反應(yīng)，以及發(fā)生中和反應(yīng)。

(5)①2 CN—+12OH——10e—=2 CO32—+N2↑+6H2O②Fe—2e—= Fe2+ ；12

【解析】

試題分析：(1)由化合價(jià)代數(shù)和為0可知CrO42-中Cr元素的化合價(jià)為 + 6價(jià)，故答案為： + 6；

(2)亞硫酸鈉具有還原性，與CrO42-發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cr3 + 和硫酸鈉，反應(yīng)的離子方程式為2CrO42- + 3SO32- + 10H + = 2Cr3 + + 3SO42- + 5H2O，故答案為：2CrO42- + 3SO32- + 10H + = 2Cr3 + + 3SO42- + 5H2O；

(3)堿性條件下，NaClO將CN-氧化為碳酸根和氮?dú)�，堿性條件下生成生成碳酸根離子，反應(yīng)方程式為：5ClO- + 2CN- + 2OH- = 2CO32- + N2↑ + 5Cl- + H2O，若pH＜8.5，則生成劇毒的CNCl氣體，反應(yīng)的離子方程式為CN- + ClO- + H2O = CNCl + 2OH-，故答案為：N2、CO32；CN- + ClO- + H2O = CNCl + 2OH-；

(4)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、分別為酸性、堿性，混合可發(fā)生中和反應(yīng)，且分別含有還原性、氧化性物質(zhì)，可發(fā)生氧化還原反應(yīng)，經(jīng)過(guò)“反應(yīng)Ⅰ”和“反應(yīng)Ⅱ”將兩種廢水混合，可使兩個(gè)反應(yīng)中過(guò)量的氧化劑和還原劑反應(yīng)，以及發(fā)生中和反應(yīng)，故答案為：使兩個(gè)反應(yīng)中過(guò)量的氧化劑和還原劑反應(yīng)，以及發(fā)生中和反應(yīng)；

(5)①氰離子在堿性條件下被氧化為無(wú)毒的物質(zhì)，應(yīng)被氧化生成氮?dú)�，為�?yáng)極反應(yīng)，電極方程式為2 CN- + 12OH--10e- = 2 CO32- + N2↑ + 6H2O，故答案為：2 CN- + 12OH--10e- = 2 CO32- + N2↑ + 6H2O；

②鐵為陽(yáng)極，可被氧化生成亞鐵離子，電極方程式為Fe-2e- = Fe2 + ，反應(yīng)的關(guān)系式為6Fe ～12e- ～ 6Fe2 + ～ Cr2O72-，當(dāng)有1mol Cr2O72-被還原時(shí)，有12mol電子轉(zhuǎn)移，故答案為：Fe-2e- = Fe2 + ；12。