铬的化合物有毒，由于+6价Cr的强氧化性，其毒性是+3价Cr毒性的100倍。因此，必须对含铬的废水进行处理。目前研究和采用的处理方法主要有：方法一、还原法：（Ⅰ）在酸性介质中用FeS

Question

铬的化合物有毒，由于+6价Cr的强氧化性，其毒性是+3价Cr毒性的100倍。因此，必须对含铬的废水进行处理。目前研究和采用的处理方法主要有：
方法一、还原法：
（Ⅰ）在酸性介质中用FeSO ₄ 、NaHSO ₃ 等将+6价Cr还原成+3价Cr。具体流程如下：

请回答下列问题：
（1）上述流程①发生反应的离子方程式是                                   。    
（2）若在① 使FeSO ₄ 适当过量、空气适量，可产生具有磁性、组成类似于铁氧体（Fe ₃ O ₄ 或FeO·Fe ₂ O ₃ ）的复合氧化物（ ·y O）(注：X可以是分数)，变废为宝。则控制空气适量的目的是                   ，使铁氧体分离出来较简便的方法是                           。假设处理含1 mol Cr ₂ O ₇ ^{2 －} 的废水至少需要加入10mol FeSO ₄ ·7H ₂ O则复合氧化物（ ·y O）化学式是              。
（Ⅱ）研究发现，用铁粉作还原剂不仅可以除去Cr ⁶⁺ ，还能除去废水中的少量Mn ²⁺ ，现研究铁屑用量和pH值对废水中铬、锰去除率的影响，
（3）取100mL废水于250 mL三角瓶中，调节pH值到规定值，分别加入不同量的废铁屑．得到铁屑用量对铬和锰去除率的影响如下图1所示。则在pH一定时，废水中铁屑用量为     时锰、铬去除率最好
（4）取100mL废水于250 mL三角瓶中，加入规定量的铁粉，调成不同的pH值。得到pH值对铬和锰去除率的影响如下图2所示。则在铁屑用量一定时，废水pH=      时锰、铬去除率最好

方法二、电解法：将含+6价Cr的废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入适量的氯化钠进行电解：阳极区生成的Fe ²⁺ 和Cr ₂ O ₇ ^2- 发生反应，生成的Fe ³⁺ 和Cr ^{3 十} 在阴极区与OH ^一 结合生成Fe（OH） ₃ 和Cr（OH） ₃ 沉淀除去。
（5）写出此阴极反应的电极方程式                                    。
（6）现用上法处理1×10 ⁴ L含铬（+6价）78 mg / L的废水，电解时阳极物质消耗的质量至少为________kg。

Answer 1

（16分）（1）Cr ₂ O ₇ ^2- ＋14H ⁺ ＋6Fe ²⁺ =6Fe ³⁺ ＋2Cr ^{3 十} ＋7H ₂ O（2分））

（2）使溶液中的比例恰当（答防止Fe ²⁺ 被氧气过度氧化可以给分）（2分）    
用磁铁吸引（2分）   Cr _0.5 Fe _1.5 O ₃ ·FeO（2分）
（3）15% （2分）（4） 4 （2分）（5）2H ₂ O＋2e ^－ ＝H ₂ ↑＋2OH ^－ 。 （2分） （6） 2．52 （2分）