某工厂废水中含有毒的CrO42-和Cr2O72-，常见处理方法是使其转化为毒性较低的Cr3+或直接吸附除去．现有如下几种工艺：（1）光催化法：在催化剂作用下，利用太阳光和人工光，使废水实现上

Question

某工厂废水中含有毒的CrO₄^2-和Cr₂O₇^2-，常见处理方法是使其转化为毒性较低的Cr³⁺或直接吸附除去．现有如下几种工艺：
（1）光催化法：在催化剂作用下，利用太阳光和人工光，使废水实现上述转化．
①该法的反应原理是2Cr₂O₇^2-+16H⁺→___+___+8H₂O（将方程式补充完整）
②该法涉及的能量转化形式是．
③某小组通过实验研究催化剂中W（钨）和α-Fe₂O₃的比例对铬的去除率的影响（每次实验均采用：0.01mol/L 500mL酸化的K₂Cr₂O₇溶液、总质量为0.2g的催化剂、光照10min），六价铬的去除率如下表所示．

催化剂组成	1	2	3
WO3 W α-Fe2O3	65% 5% 30%	65% 10% 25%	a b 20%
六价铬去除率	60.2%	80%	72.9%

上表中，b=___；在去除率最高的催化剂实验组中，用Cr₂O₇^2-表示的该反应在10min内的平均化学反应速率v=mol/（L•min）．
（2）电化学处理法：向废铁屑（铁碳合金）中加入含铬废水，一段时间后，废水中六价铬元素的去除率能达到90%．
①废铁屑在使用前酸洗除锈的离子方程式是___．
②结合电化学原理说明废铁屑在此过程中所起的作用是___．
（3）离子交换树脂（ROH）法：将CrO₄^2-和Cr₂O₇^2-吸附至树脂上除去，原理如下：
2ROH+CrO₄^2-→R₂CrO₄+2OH^-、2ROH+Cr₂O₇^2-→R₂Cr₂O₇+2OH^-
（已知：废水中存在如下平衡：2CrO₄^2-+2H⁺⇌Cr₂O₇^2-+H₂O）．
控制溶液酸性可以提高树脂对六价铬的去除率，其理由是___．某工厂废水中含有毒的CrO₄^2-和Cr₂O₇^2-，常见处理方法是使其转化为毒性较低的Cr³⁺或直接吸附除去．现有如下几种工艺：
（1）光催化法：在催化剂作用下，利用太阳光和人工光，使废水实现上述转化．
①该法的反应原理是2Cr₂O₇^2-+16H⁺→___+___+8H₂O（将方程式补充完整）
②该法涉及的能量转化形式是．
③某小组通过实验研究催化剂中W（钨）和α-Fe₂O₃的比例对铬的去除率的影响（每次实验均采用：0.01mol/L 500mL酸化的K₂Cr₂O₇溶液、总质量为0.2g的催化剂、光照10min），六价铬的去除率如下表所示．

催化剂组成	1	2	3
WO3 W α-Fe2O3	65% 5% 30%	65% 10% 25%	a b 20%
六价铬去除率	60.2%	80%	72.9%

上表中，b=___；在去除率最高的催化剂实验组中，用Cr₂O₇^2-表示的该反应在10min内的平均化学反应速率v=mol/（L•min）．
（2）电化学处理法：向废铁屑（铁碳合金）中加入含铬废水，一段时间后，废水中六价铬元素的去除率能达到90%．
①废铁屑在使用前酸洗除锈的离子方程式是___．
②结合电化学原理说明废铁屑在此过程中所起的作用是___．
（3）离子交换树脂（ROH）法：将CrO₄^2-和Cr₂O₇^2-吸附至树脂上除去，原理如下：
2ROH+CrO₄^2-→R₂CrO₄+2OH^-、2ROH+Cr₂O₇^2-→R₂Cr₂O₇+2OH^-
（已知：废水中存在如下平衡：2CrO₄^2-+2H⁺⇌Cr₂O₇^2-+H₂O）．
控制溶液酸性可以提高树脂对六价铬的去除率，其理由是___．₄^2-₂₇^2-3+

₂₇^2-+<sub>2

23227</sub>

催化剂组成	1	2	3
WO3 W α-Fe2O3	65% 5% 30%	65% 10% 25%	a b 20%
六价铬去除率	60.2%	80%	72.9%

催化剂组成 1 2 3 WO₃
W
α-Fe₂O₃ 65%
5%
30% 65%
10%
25% a
b
20% 六价铬去除率 60.2% 80% 72.9% 催化剂组成 1 2 3 催化剂组成123 WO₃
W
α-Fe₂O₃ 65%
5%
30% 65%
10%
25% a
b
20% WO₃
W
α-Fe₂O<sub>33

23</sub>65%
5%
30%

65%
10%
25%

a
b
20%

六价铬去除率 60.2% 80% 72.9% 六价铬去除率60.2%80%72.9%₂₇^2-



₄^2-₂₇^2-
₄^2-₂₄^-₂₇^2-₂₂₇^-
₄^2-+₂₇^2-₂

Answer 1

（1）①该法的反应原理是2Cr₂2O₇7^2-2-+16H⁺+反应+6价的铬变成+3价，化合价降低，而只有-2价的氧的化合价升高，根据得失电子守恒配平得到：2Cr₂2O₇7^2-2-+16H⁺+=4Cr³⁺3++3O₂2+8H₂2O，故答案为：4Cr³⁺3+；3O₂2；
②该法涉及的能量转化形式是将光能转化为化学能，故答案为：光能转化为化学能；
③由表可知W和α-Fe₂2O₃3的百分含量之和为35%，所以当α-Fe₂2O₃3%为20%时，b=15%，v=(△c)/(△t)=(0.01×0.5×80%)/(0.5×10)=8×10^-4 mol/（L•min），故答案为：15%；8×10^-4 mol/（L•min）；
（2）①铁锈的成份是氧化铁，氧化铁是碱性氧化物，与酸反应生成盐与水，所以反应的方程式为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，故答案为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
②废铁屑做原电池的负极失电子生成亚铁，亚铁离子具有还原性，与Cr₂O₇^2-发生氧化还原反应，故答案为：铁在原电池反应中做负极Fe-2e^-=Fe²⁺，Fe²⁺做还原剂将六价铬还原；
（3）由原理可知：2ROH～CrO₄^2-～Cr，2ROH～Cr₂O₇^2-～2Cr，等量树脂去除Cr₂O₇^2-的效率高，故答案为：由原理可知：2ROH～CrO₄^2-～Cr，2ROH～Cr₂O₇^2-～2Cr，等量树脂去除Cr₂O₇^2-的效率高，因此控制酸性使上述平衡正向移动，使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-． (△c)/(△t)△c△t△c△c△c△t△t△t=(0.01×0.5×80%)/(0.5×10)=8×10^-4 mol/（L•min），故答案为：15%；8×10^-4 mol/（L•min）；
（2）①铁锈的成份是氧化铁，氧化铁是碱性氧化物，与酸反应生成盐与水，所以反应的方程式为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，故答案为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
②废铁屑做原电池的负极失电子生成亚铁，亚铁离子具有还原性，与Cr₂O₇^2-发生氧化还原反应，故答案为：铁在原电池反应中做负极Fe-2e^-=Fe²⁺，Fe²⁺做还原剂将六价铬还原；
（3）由原理可知：2ROH～CrO₄^2-～Cr，2ROH～Cr₂O₇^2-～2Cr，等量树脂去除Cr₂O₇^2-的效率高，故答案为：由原理可知：2ROH～CrO₄^2-～Cr，2ROH～Cr₂O₇^2-～2Cr，等量树脂去除Cr₂O₇^2-的效率高，因此控制酸性使上述平衡正向移动，使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-． (0.01×0.5×80%)/(0.5×10)0.01×0.5×80%0.5×100.01×0.5×80%0.01×0.5×80%0.01×0.5×80%0.5×100.5×100.5×10=8×10^-4-4 mol/（L•min），故答案为：15%；8×10^-4-4 mol/（L•min）；
（2）①铁锈的成份是氧化铁，氧化铁是碱性氧化物，与酸反应生成盐与水，所以反应的方程式为：Fe₂2O₃3+6H⁺+=2Fe³⁺3++3H₂2O，故答案为：Fe₂2O₃3+6H⁺+=2Fe³⁺3++3H₂2O；
②废铁屑做原电池的负极失电子生成亚铁，亚铁离子具有还原性，与Cr₂2O₇7^2-2-发生氧化还原反应，故答案为：铁在原电池反应中做负极Fe-2e^--=Fe²⁺2+，Fe²⁺2+做还原剂将六价铬还原；
（3）由原理可知：2ROH～CrO₄4^2-2-～Cr，2ROH～Cr₂2O₇7^2-2-～2Cr，等量树脂去除Cr₂2O₇7^2-2-的效率高，故答案为：由原理可知：2ROH～CrO₄4^2-2-～Cr，2ROH～Cr₂2O₇7^2-2-～2Cr，等量树脂去除Cr₂2O₇7^2-2-的效率高，因此控制酸性使上述平衡正向移动，使CrO₄4^2-2-转化为Cr₂2O₇7^2-2-．