Question

鉻鍍層光亮，堅硬，耐熱，是優(yōu)良的裝飾性和保護性鍍層，長期以來都以六價鉻電鍍工藝為主，這種工藝污染大，毒性高，我國的《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》明確規(guī)定，從2007年3月1日起控制六價鉻工藝的使用，改用三價鉻的電鍍工藝是研究的熱點．某電解槽陰極是銅，陽極是惰性金屬，電解液中含Cr₂（SO₄）₃ 0.45kg?L^-1、體積 100L的水溶液．通電一段時間后，當通過的電子為56mol時，陰極銅增重0.338kg．
（1）陽極電極反應方程式

 

．
（2）理論上陰極生成的氣體在標準狀況下的體積為

 

L．
（3）已知：酸性條件下Cr³⁺ 不與S^2-反應．某研究小組設計實驗回收含該電鍍廢液（主要含Cu²⁺，Cr³⁺，
Cr₂O₇^2-）中的鉻，所用到的試劑有Na₂SO₃，Na₂S，NaOH[鉻以Cr（OH）₃形式回收]，寫出該小組的實驗方案所涉及到的離子方程式：

 

、

 

、

 

．
（4）上述實驗鉻的回收效率與NaOH的用量有關，如圖所示，則反應Cr（OH）₃+OH^-?Cr（OH）

- 4

的平衡常數(shù)
K=

 

．為獲取鉻的最佳回收效果該小組的實驗過程中，應采取的措施是

 

．

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學專題

分析：（1）電解時陽極上氫氧根離子放電；
（2）銅電極上質(zhì)量增加，說明銅電極上有鉻析出，根據(jù)鉻的質(zhì)量計算轉(zhuǎn)移電子數(shù)，鉻得到的電子數(shù)小于60mol，所以陰極上還有氫氣生成，根據(jù)氫氣和轉(zhuǎn)移電子的關系水解氫氣的體積；
（3）亞硫酸根離子具有還原性，能被Cr₂O₇^2-氧化生成硫酸根離子，銅離子和硫離子反應生成硫化銅沉淀，鉻離子和氫氧根離子反應生成氫氧化鉻沉淀；
（4）當pH=12時，殘留的鉻離子的濃度是2.6mg/L，根據(jù)平衡常數(shù)公式計算；根據(jù)殘留濃度確定溶液合適的pH．

解答： 解：（1）電解時陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應式為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，
故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；  
（2）銅電極上質(zhì)量增加，說明銅電極上有鉻析出，析出的鉻得到電子的物質(zhì)的量=

338g

52g/mol

×3=19.5mol＜60mol，所以陰極上還有氫氣生成，生成氫氣的體積=

(56-19.5)mol

2

×22.4L/mol=408.8L，
故答案為：408.8；
（3）亞硫酸根離子具有還原性，能被Cr₂O₇^2-氧化生成硫酸根離子，銅離子和硫離子反應生成硫化銅沉淀，鉻離子和氫氧根離子反應生成氫氧化鉻沉淀，所以涉及的離子反應方程式為：Cr₂O₇^2-+3SO₃^2-+8H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O，Cu²⁺+S^2-═CuS↓，Cr³⁺+3OH^-═Cr（OH）₃↓，
故答案為：Cr₂O₇^2-+3SO₃^2-+8H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O，Cu²⁺+S^2-═CuS↓，Cr³⁺+3OH^-═Cr（OH）₃↓；
（4）當pH=12時，殘留的鉻離子的濃度是2.6mg/L，平衡常數(shù)K=

2.6×10-3 52 mol/L

0.01mol/L

=5×10^-3，
當溶液的pH=9.5時鉻離子濃度最小，所以應調(diào)節(jié)溶液的pH=9.5，
故答案為：5×10^-3；調(diào)節(jié)溶液的pH值為9.5．

點評：本題考查了電解原理及離子方程式的書寫，注意（2）題中陰極上不僅析出金屬單質(zhì)，還析出氫氣，要根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒確定是否產(chǎn)生氫氣，為易錯點．