3.
含重铬酸钾(K
2Cr
2O
7)废水普遍存在于制明矾、火柴的工厂,由于K
2Cr
2O
7直接排放会污染环境,因此需要进行处理.某研究小组查阅资料发现:
①
物质 | K2Cr2O7溶液 | Cr(OH)3 | Cr3+溶液 |
颜色 | 橙黄色 | 灰绿色沉淀 | 灰绿色 |
②生成氢氧化物沉淀的pH
| Fe(OH)3 | Cr(OH)3 |
开始沉淀时 | 1.5 | 6.0 |
沉淀完全时 | 2.8 | 8.0 |
③药剂还原沉淀法是目前应用较为广泛的含铬废水处理方法,其基本原理是在酸性条件下向废水中加入还原剂将Cr
2O
72-还原成Cr
3+,然后再加入石灰或氢氧化钠,使其转化成Cr(OH)
3沉淀,从而除去Cr
2O
72-.
(1)配平方程式:
Cr
2O
72-+
Fe
2++
H
+═
Cr
3++
Fe
3++
H
2O
(2)写出在含Cr
3+溶液中加入NaOH反应的离子方程式:
.
该研究小组设计方案进行实验室模拟,想利用电解法产生Fe
2+,进而处理含K
2Cr
2O
7的废水,实验如下:
实验 序号 | 实验装置 | 实验电压 | 溶液 | 时间 | 现象 |
Ⅰ | | 22V | 0.01mol/L K2Cr2O7溶液 | 20 分钟 | a 极区无明显现象; b 极区有无色气泡. |
(3)a 极的电极材料是
.该小组通过实验证明了a极区产生了Fe
2+,请描述他们的实验操作
.
该小组同学再次查阅资料,将上述实验方案进一步优化,进行了实验Ⅱ:
实验 序号 | 实验装置 | 实验电压 | 溶液 | 时间 | 现象 |
Ⅱ | | 22V | 0.01mol/LK2Cr2O7溶液中加入少量H2SO4酸 化,使pH≈1 | 20 分钟 | a 极区 ; b极区 ,产生红褐色沉淀. |
(4)请将实验现象补充完整;解释b极区产生红褐色沉淀的原因
.
(5)实验Ⅰ→实验Ⅱ进行了优化,对比实验Ⅰ、Ⅱ,说明优化的依据是
.
(6)该小组同学想在电解过程中将Cr
2O
72-转化为Cr(OH)
3沉淀除去,请提出措施并说明理由
.