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某小组电解K2Cr2O7溶液,研究过程如下:

实验一  电压不同时,用石墨电极电解硫酸酸化的pH=2.5的饱和K2Cr2O7 溶液,实验现象如下:

电压/V

实验现象

2.0

阳极缓慢产生少量气泡,阴极没有气泡

3.0

阳极产生较多气泡,阴极产生少量气泡

>5.0

两极均快速产生大量气泡,阴极产生气泡的速率约为阳极的2倍

(1)阳极产生的气体是______________________。

(2)电压为2.0 V时,阴极区检出Cr3+,结合实验现象判断在阴极放电的主要离子是_______。

(3)电压高于5.0 V时,被电解的主要物质是______________。

实验二 探究其他因素对电解K2Cr2O7溶液的影响。用相同强度的稳恒电流(单位时间内转移的电子数始终相同),分别电解3份500 mL相同浓度的K2Cr2O7溶液,电解时间均为30 min。实验结果如下:

实验序号

电极材料

阴极:石墨

阳极:石墨

阴极:石墨

阳极:石墨

阴极:石墨

阳极:铁

加入的物质

1 mL浓硫酸

1 mL浓硫酸、

少量硫酸铁

1 mL浓硫酸

电极表面是否产生气泡

两极均产生气泡

两极均产生气泡

阴极:产生气泡

阳极:无明显气泡产生

Cr2O72−还原率/%

12.7

20.8

57.3

阴极变化

实验结束后取出电极,仅Ⅰ中阴极上附着银白色固体,经检验为金属Cr

(4)对比Ⅰ、Ⅱ可知,阴极表面是否析出金属Cr,以及Ⅱ中Cr2O72−的还原率提高均与______填离子符号)有关。

(5)Ⅲ中Cr2O72−还原率较Ⅰ、Ⅱ有较大提高,分析其原因:

①阳极区:阳极反应:_______,进而使Cr2O72−被还原。

②阴极区:由于_______,进而促进了Cr2O72−在阴极区被还原,依据的实验现象是___________。

(6)工业上处理含Cr2O72−的废水,用铁作阳极,控制一定的电压,初始pH为3~4,将Cr2O72−最终转化为难溶的Cr(OH)3除去,结合上述实验,电压不宜过高、pH不宜过小的目的,除节约成本和防止腐蚀设备外,还有__________。

高三化学实验题中等难度题

少年,再来一题如何?
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