(2013?重慶二模)鉻是一種銀白色的堅(jiān)硬金屬,鉻的工業(yè)用途很廣,主要有金屬加工、電鍍、制革行業(yè),這些行業(yè)排放的廢水和廢氣是環(huán)境中的主要污染源.請(qǐng)回答下面與鉻有關(guān)的一些問題.

(1)工業(yè)上冶煉鉻的主要步驟如圖1所示:
①已知步驟Ⅱ的反應(yīng)方程式為:8Na2CrO4+6Na2S+23H2O═8Cr(OH)3↓+3Na2S2O3+22NaOH.該反應(yīng)中氧化劑是
Na2CrO4
Na2CrO4
(填化學(xué)式),生成1mol Cr(OH)3時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為
3
3
mol;
②步驟IV中電解Cr2O3的陽極反應(yīng)式為
2O2--4e-=O2
2O2--4e-=O2

(2)某工廠采用電解法處理含鉻廢水,耐酸電解槽用鐵板作陰、陽極,槽中盛放含鉻廢水,原理示意圖如圖2,A為電源的
正極
正極
 (填“正極”“負(fù)極”),陽極區(qū)溶液中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

(3)化學(xué)需氧量(COD)可量度水體受有機(jī)物污染的程度.它是在強(qiáng)酸并加熱條件下,用K2Cr2O7作強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)所消耗的K2Cr2O7的量,換算成相當(dāng)于O2的含量(以mg/L計(jì)).某研究性學(xué)習(xí)小組測(cè)定某水樣的化學(xué)需氧量(COD),過程如下:
Ⅰ.取Va mL水樣于錐形瓶,加入l0.00mL 0.2500mol/L K2Cr2O7溶液;
Ⅱ.加碎瓷片少許,然后慢慢加入少量硫酸,混合均勻,加熱;
Ⅲ.反應(yīng)完畢后,冷卻,加指示劑,用c mol/L的硫酸亞鐵銨(NH42Fe(SO42溶液滴定.終點(diǎn)時(shí)消耗硫酸亞鐵銨溶液Vb mL(此步操作的目的是用Fe2+把多余的Cr2O72-反應(yīng)成Cr3+
①Ⅰ中,量取K2Cr2O7溶液的儀器是
酸式滴定管(或移液管)
酸式滴定管(或移液管)

②Ⅱ中,碎瓷片的作用是
防止暴沸
防止暴沸

③該水樣的化學(xué)需氧量COD=
8000
(15-cVb)
Va
8000
(15-cVb)
Va
(用含c、Va、Vb的表達(dá)式表示).
分析:(1)①8Na2CrO4+6Na2S+23H2O═8Cr(OH)3↓+3Na2S2O3+22NaOH中,Cr元素的化合價(jià)由+6價(jià)降低為+3價(jià),生成1mol Cr(OH)3時(shí)轉(zhuǎn)移電子1mol×(6-3);
②步驟IV中電解Cr2O3的陽極反應(yīng)為氧離子失去電子生成氧氣;
(2)由圖可知,B端生成氫氣,則B端氫離子得到電子,所以B為負(fù)極,則A為正極;陽極發(fā)生Cr2O72-、Fe2+的氧化還原反應(yīng),所以陽極幾乎不含Cr2O72-;
(3)①K2Cr2O7溶液具有氧化性;
②碎瓷片可防止液體劇烈沸騰;
③由電子守恒可知,1mol廢液中失去的電子為
[10×0.25×2×(6-3)-c×Vb]×10-3
Va×10-3
,再由電子守恒轉(zhuǎn)化為相當(dāng)于O2的含量,以此來解答.
解答:解:(1)①8Na2CrO4+6Na2S+23H2O═8Cr(OH)3↓+3Na2S2O3+22NaOH中,Cr元素的化合價(jià)由+6價(jià)降低為+3價(jià),則Na2CrO4為氧化劑,該反應(yīng)中生成1mol Cr(OH)3時(shí)轉(zhuǎn)移電子1mol×(6-3)=3mol,故答案為:Na2CrO4;3;
②步驟IV中電解Cr2O3的陽極反應(yīng)為氧離子失去電子生成氧氣,該陽極反應(yīng)為2O2--4e-=O2↑,故答案為:2O2--4e-=O2↑;
(2)由圖可知,B端生成氫氣,則B端氫離子得到電子,所以B為負(fù)極,則A為正極;陽極發(fā)生Cr2O72-、Fe2+的氧化還原反應(yīng),所以陽極幾乎不含Cr2O72-;,則陽極的氧化還原反應(yīng)為Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,故答案為:正極;Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;
(3)①K2Cr2O7溶液具有氧化性,則量取K2Cr2O7溶液的儀器為酸式滴定管(或移液管),故答案為:酸式滴定管(或移液管);
②碎瓷片可防止液體劇烈沸騰,其作用為防止暴沸,故答案為:防止暴沸;
③由I可知廢水與K2Cr2O7溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng),由Ⅲ可知Fe2+把多余的Cr2O72-反應(yīng)成Cr3+,由電子守恒可知,1mol廢液中失去的電子為
[10×0.25×2×(6-3)-c×Vb]×10-3
Va×10-3
=
15-cVb
Va
,
由電子守恒轉(zhuǎn)化為相當(dāng)于O2的含量n(O2)=
15-cVb
4Va
mol,
則COD=
15-cVb
4Va
mol×32g/mol×1000mg/L
=8000
(15-cVb)
Va
,故答案為:8000
(15-cVb)
Va
點(diǎn)評(píng):本題為綜合題,以廢水的處理考查氧化還原反應(yīng)、電化學(xué)及物質(zhì)成分的測(cè)定,題目難度較大,注意電子守恒再解答中的重要作用,COD的計(jì)算為易錯(cuò)點(diǎn).
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