重鉻*鉀常用作有機合成的氧化劑和催化劑等。由含鉻廢液(主要含Cr3+、Fe3+、K+、SO42-等)製備K2C...

問題詳情：

重鉻*鉀常用作有機合成的氧化劑和催化劑等。由含鉻廢液(主要含Cr3+、Fe3+、K+、SO42-等)製備K2Cr2O7的流程如下圖所示。

已知：I  在**條件下，H2O2能將Cr2O72-還原為Cr3+

II相關金屬離子形成*氧化物沉澱的pH範圍如下：

回答下列問題：

(l)濾渣②的主要成分為____(填化學式)。

(2)寫出“氧化”步驟中反應的化學方程式____。

(3)“加熱”*作的目的是____。

(4)“*化”過程中發生反應2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O (K=4×3)已知，“*化”後溶液中c(Cr2O72-)=1.6×10-3mol/L則溶液中c(CrO42-)=____

(5)“結晶”後得到K2Cr2O7(M=-1)產品0.5000 g，將其溶解後用稀H2SO4*化，再用濃度為1.0000 mol.L-l (NH4)2Fe(SO4)2 標準溶液滴定，滴定終點消耗標準溶液的體積為9.00 mL，則產品的純度為____。(滴定反應為：K2Cr2O7+6(NH4)2Fe(SO4)2+7H2SO4 =K2SO4 +Cr2(SO4)3 +6(NH4)2SO4+3Fe2(SO4)3+7H2O)

(6)在K2Cr2O7存在下，可利用微生物電化學技術實現含苯*廢水的有效處理，其工作原理如下圖所示。

①負極的電極反應式為____；

②一段時間後，中間室中NaCl溶液的濃度____(填“增大”、“減小”或“不變”)。

【回答】

Fe(OH)3    2Cr(OH)3+3H2O2+4KOH=2K2CrO4+8H2O    分解除去過量H2O2    210-8mol/L    88.20%    C6H5OH+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+    減小   

【分析】

含鉻廢液(主要含Cr3+、Fe3+、K+、SO42-等)加入KOH溶液調pH=7~8，生成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉澱，過濾後得濾渣①為Cr(OH)3和Fe(OH)3；向濾渣①加入過量H2O2溶液和KOH溶液，Cr(OH)3在鹼*條件下被氧化為K2CrO4進入溶液，經過濾除去濾渣②的主要成分為Fe(OH)3；濾液②經加熱除去過量H2O2，冷卻後*化至pH=1，結晶析出K2Cr2O7晶體，以此分析解答。

【詳解】

(l)根據以上分析，濾渣②的主要成分為Fe(OH)3，

故*為Fe(OH)3；

(2)“氧化”步驟中Cr(OH)3在鹼*條件下被H2O2氧化為K2CrO4，化學方程式為2Cr(OH)3+3H2O2+4KOH=2K2CrO4+8H2O，

故*為2Cr(OH)3+3H2O2+4KOH=2K2CrO4+8H2O；

(3) 根據題給資訊，在**條件下，H2O2能將Cr2O72-還原為Cr3+，所以*化之前，要除去H2O2，故 “加熱”*作的目的是分解除去過量H2O2，

故*為分解除去過量H2O2；

(4) 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O ，K=，*化後pH=1，c(H+)=0.1mol/L，c(Cr2O72-)=1.6×10-3mol/L，則溶液中c(CrO42-)==210-8mol/L，

故*為210-8mol/L；

(5)根據反應關係：K2Cr2O7~6(NH4)2Fe(SO4)2，，則產品的純度為×100%=88.20%， 

故*為88.20%； 

(6)①由圖可知，負極發生氧化反應，C6H5OH失電子生成CO2，根據電子守恆、電荷守恆和原子守恆寫出電極反應式為C6H5OH+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+；

②負極產生的H+通過陽離子交換膜進入中間室，正極產生的OH-通過*離子交換膜也進入中間室，H+和OH-中和生成水，溶液體積增大，NaCl溶液的濃度將減小。

故*為C6H5OH+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+；減小。

知識點：化學平衡

題型：綜合題