Question

工業(yè)上處理含的酸性工業(yè)廢水常用以下方法：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(jìn)行電解，經(jīng)過一段時(shí)間有Cr(OH)₃和Fe(OH)₃沉淀產(chǎn)生；③過濾回收沉淀，廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。試完成下列問題：

（1）電解時(shí)的電極反應(yīng)：陽極__________________，陰極_____________________。

（2）轉(zhuǎn)變成Cr³⁺的離子反應(yīng)方程式：_______________________________________。

（3）電解過程Cr(OH)₃、Fe(OH)₃沉淀是怎么產(chǎn)生的？________________________________

_____________________________________________________________________。

（4）能否用Cu電極來代替Fe電極？_______，（填“能”或“不能”），簡述理由____________

_____________________________________________________________________。

Answer 1

(1)Fe-2e^-====Fe²⁺

2H⁺+2e^-====H₂↑

(2)6Fe²⁺++14H⁺====6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O

(3)在陰極反應(yīng)及與Fe²⁺反應(yīng)過程中，將消耗大量的H⁺，使溶液pH上升，促使Fe³⁺、Cr³⁺水解并最終轉(zhuǎn)化為Fe(OH)₃、Cr(OH)₃沉淀

（4）不能  因?yàn)殛枠O產(chǎn)生的Cu²⁺不能使還原到低價(jià)

解析：由于Cr（Ⅵ）的化合物毒性遠(yuǎn)高于Cr（Ⅲ）化合物，將Cr（Ⅵ）轉(zhuǎn)化為Cr(Ⅲ)，對廢水進(jìn)行處理是電化學(xué)知識在實(shí)際生活中的具體運(yùn)用。在處理有關(guān)問題時(shí)，應(yīng)注意思維的有序性：首先應(yīng)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(chǎn)生的Fe²⁺在向陰極遷移的過程中與向陽極遷移的相遇，發(fā)生氧化還原反應(yīng)：6Fe²⁺++14H⁺====6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O。使轉(zhuǎn)化為Cr³⁺，同時(shí)Fe²⁺也轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，在以上電解的陰極反應(yīng)及Fe²⁺與的氧化還原反應(yīng)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(yīng)的Fe(OH)₃、Cr(OH)₃沉淀。若將Fe電極改成為Cu電極，由于產(chǎn)生的Cu²⁺不具有還原性，不能將轉(zhuǎn)化為毒性較低的Cr³⁺，顯然是不行的。

在實(shí)際解題過程中，有許多同學(xué)會根據(jù)的氧化性強(qiáng)于H⁺，簡單地將陰極反應(yīng)當(dāng)作是得電子，這就會導(dǎo)致以后對試題中相關(guān)問題的處理含糊不清。這主要是沒有將電解過程中的幾個(gè)不同層次的問題有序地加以分析和處理所致。