重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放．Ⅰ．某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，且酸性较强．为回收利用，通常采用如下流程

Question

重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放．
Ⅰ．某工业废水中主要含有Cr³⁺，同时还含有少量的Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺等，且酸性较强．为回收利用，通常采用如下流程处理：

注：常温下，部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时所需的pH，如下表：

氢氧化物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Mg（OH）2	Al（OH）3	Cr（OH）3
pH	3.7	9.6	11.1	8	9

（1）氧化过程中可代替H₂O₂加入的试剂是___（填序号，下同）
A．Na₂O₂         B．HNO₃          C．FeCl₃            D．KMnO₄
（2）加入NaOH溶液调整溶液pH=8时，除去的离子是___；已知钠离子交换树脂的原理：Mⁿ⁺+nNaR→MR_n+nNa⁺，此步操作被交换除去的杂质离子是___
A．Fe³⁺          B．Al³⁺           C．Ca²⁺             D．Mg²⁺
（3）还原过程在酸性条件下进行，每消耗0.8mol Cr₂O₇^2-转移4.8mol e^-，该反应离子方程式为___．
Ⅱ．酸性条件下，六价铬主要以Cr₂O₇^2-形式存在，工业上常用电解法处理含Cr₂O₇^2-的废水，该法用Fe作电极电解含Cr₂O₇^2-的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）₃溶液．
（1）电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？___（填“能”或“不能”），理由是___．
（2）常温下，Cr（OH）₃的溶度积K_sp=1×10^-32，溶液的pH应为___时才能使c（Cr³⁺）降至
10^-5 mol•L^-1．

Answer 1

I．某工业废水中主要含有Cr³⁺，同时还含有少量的Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺等，加双氧水把亚铁离子氧化为铁离子，同时Cr³⁺被氧化为Cr₂O₇^2-，加氢氧化钠调节pH=8，则Fe³⁺、Al³⁺转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，过滤，滤液中主要含有Cr₂O₇^2-、Ca²⁺和Mg²⁺等，通过钠离子交换树脂，除去Ca²⁺和Mg²⁺，然后加Na₂S₂O₃把Cr₂O₇^2-还原为8Cr³⁺，再调节pH得到Cr（OH）（H₂O）₅SO₄，
（1）加氧化剂主要目的是把亚铁离子氧化为铁离子，同时不能引入新的杂质，所以可以用Na₂O₂代替H₂O₂，故答案为：A；
（2）根据表中数据可知，pH=8时，Fe³⁺、Al³⁺转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，则Fe³⁺、Al³⁺被除去；通过钠离子交换树脂，除去Ca²⁺和Mg²⁺；
故答案为：AB；CD；
（3）每消耗0.8mol Cr₂O₇^2-转移4.8mol e^-，则1molCr₂O₇^2-转移6mol电子，所以生成Cr³⁺，S₂O₃^2-被氧化为SO₄^2-+，则反应的离子方程式为：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
故答案为：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
II．（1）若用Cu电极来代替Fe电极，在阳极上铜失去电子得到的阳离子是铜离子，该离子不具有还原性，不能和重铬酸根之间发生反应，
故答案为：不能；因阳极产生的Cu²⁺不能使Cr₂O₇^2-还原到低价态；
（2）当c（Cr³⁺）=10^-5mol/L时，溶液的c（OH^-）=

3	(10-32)/(10-5)

=10^-9 mol/L，
c（H⁺）═(10-14)/(10-9)=10^-5mol/L，pH=5，
即要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH应调至5，
故答案为：5．