Question

【題目】工業廢水中含有流失的生產用料、中間產物和產品，以及生產過程中產生的污染物。隨著工業的迅速發展，廢水的排放量迅速增加，嚴重威脅人類的健康和安全，工業廢水的處理比城市污水的處理更為重要。下圖是含鉻工業廢水和含氰廢水的處理流程：

請回答下列問題：

(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Ⅰ”的離子方程式為 。

(3)pH>10時，“反應Ⅱ”中的NaClO可快速地將氰離子(CN—)氧化為無毒的兩種物質，這兩種物質是 、 (寫化學式)；若pH<8.5，則生成劇毒的CNCl氣體(沸點13.1℃),寫出該反應的離子方程式 。

(4)經過“反應Ⅰ”和“反應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電化學的方法進行無害化處理。

①可采用惰性電極對含氰廢水進行電解，氰離子在堿性條件下被氧化為無毒的物質，該電解工藝中，陽極電極反應式是 。

②電解法處理酸性含鉻廢水(若鉻元素以Cr2O72—形式存在)時，以鐵板和石墨作電極，處理過程中存在反應Cr2O72—+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。則陽極的電極反應式為 ，當有1 mol Cr2O72—被還原時，電路中轉移的電子為 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)使兩個反應中過量的氧化劑和還原劑反應，以及發生中和反應。

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

【解析】

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

(2)亞硫酸鈉具有還原性，與CrO42-發生氧化還原反應生成Cr3 + 和硫酸鈉，反應的離子方程式為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-氧化為碳酸根和氮氣，堿性條件下生成生成碳酸根離子，反應方程式為：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Ⅰ、Ⅱ、分別為酸性、堿性，混合可發生中和反應，且分別含有還原性、氧化性物質，可發生氧化還原反應，經過“反應Ⅰ”和“反應Ⅱ”將兩種廢水混合，可使兩個反應中過量的氧化劑和還原劑反應，以及發生中和反應，故答案為：使兩個反應中過量的氧化劑和還原劑反應，以及發生中和反應；

(5)①氰離子在堿性條件下被氧化為無毒的物質，應被氧化生成氮氣，為陽極反應，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鐵為陽極，可被氧化生成亞鐵離子，電極方程式為Fe-2e- = Fe2 + ，反應的關系式為6Fe ～12e- ～ 6Fe2 + ～ Cr2O72-，當有1mol Cr2O72-被還原時，有12mol電子轉移，故答案為：Fe-2e- = Fe2 + ；12。