Question

在中学化学中铁及其化合物应用广泛，用所学知识回答下列问题。
（1）将一定量的铁粉在氯气中燃烧后所得固体溶于水可得到溶液X。取少量X溶液两份，一份加入KSCN溶液时，溶液显红色；另一份中加入酸性KMnO₄溶液时，KMnO₄溶液紫色褪去。试分析：
①溶液X含有的金属阳离子应该是          。
②用化学方程式表示上述金属阳离子产生的原因          。
③酸性KMn0₄溶液紫色褪去的离子方程式为         。
（2）含铬化合物有毒，通常是将废水中+6价铬（如Cr₂O^2—₇）用还原剂还原成Cr³⁺，再调节溶液pH使Cr³⁺转化为Cr（OH）₃沉淀而除去。工业上有一种电解除Cr₂O^2—₇的方法：将含K­2Cr₂O₇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。
试分析该电解除Cr₂O^2—₇的方法中：
①阴极的电极反应式为       ；
②电解时加入氯化钠的作用是        ；
③该方法能除去Cr₂O^2—₇的原理是       。

Answer 1

（1）①Fe³⁺和Fe²⁺
②2Fe+3Cl₂2FeCl₃       2FeCl₃+Fe=3FeCl₂
③2MnO₄^-+5Fe²⁺+16H⁺=2Mn²⁺+5Fe³⁺+8H₂O
（2）①2H⁺+2e^-=H₂
②增强溶液导电性
③通电时，阳极Fe失去电子生成的Fe²⁺可还原Cr₂O₇^2-，生成的Cr³⁺在阴极区与OH^-结合成氢氧化物沉淀而除去。

试题分析：(1) ①“一份加入KSCN溶液时，溶液显红色；另一份中加入酸性KMnO₄溶液时，KMnO₄溶液紫色褪去”说明X溶液中既有Fe3+又有Fe+，所以溶液X含有的金属阳离子应该是Fe3+和Fe2+。
②2Fe+3Cl₂2FeCl₃       2FeCl₃+Fe=3FeCl₂
③2MnO₄^-+5Fe²⁺+16H⁺=2Mn²⁺+5Fe³⁺+8H₂O
（2）①在电解时，阴极得电子，发生还原反应2H⁺+2e^-=H₂
② 电解时，溶液中的离子在外加电场的作用下要作定向移动，所以加NaCl是为了增强溶液的导电性。
③电解时，活性材料做阳极都是阳极溶解，Fe作阳极，Fe-2e-=Fe²⁺,
阴极，2H⁺+2e^-=H_2，水的电离平衡被破坏，阴极区c(OH-)浓度增大。这样，Fe²⁺可还原Cr₂O₇^2-，生成的Cr³⁺在阴极区与O H^-结合成氢氧化物沉淀而除去。