题目

题型：不详难度：来源：

(15分)水是生命之源，广西重金属镉污染事件是2012年1月15日发现的。水污染事件再次提醒人们保护水资源的必要性和紧迫性。工业废水中常含有一定量的Cr₂O和CrO，它们会对人类及生态系统产生很大危害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。
方法1：还原沉淀法。
该法的工艺流程为：

其中第①步存在平衡：
2CrO(黄色)＋2H^＋Cr₂O(橙色)＋H₂O
(1)若平衡体系的 pH ＝ 2，该溶液显________色。
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是________。（填序号）
A．Cr₂O和CrO的浓度相同
B．2v(Cr₂O)＝v(CrO)
C．溶液的颜色不变
(3)第②步中，还原 1 mol Cr₂O离子，需要______mol的FeSO₄·7H₂O。
(4)第③步生成的Cr(OH)₃在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：
Cr(OH)₃(s) Cr^3＋(aq)＋3OH^－(aq)
常温下，Cr(OH)₃的溶度积K_sp＝c(Cr^3＋)·c³(OH^－)＝10^－32，要使c(Cr^3＋)降至10^－5mol/L，溶液的pH应调至________。
方法2：电解法。
该法用 Fe 做电极电解含Cr₂O的酸性废水，随着电解的进行，在阴极附近溶液 pH 升高，产生 Cr(OH)₃沉淀。
(5)用Fe做电极的原因为__                    __（用电极反应式解释）。
(6)在阴极附近溶液 pH 升高，溶液中同时生成的沉淀还有________。（用化学式表示）
(7)溶液中发生的总反应为(用离子方程式表示)                        。

答案

（15分）除第(7)3分外，其余每空均为2分。
(1)橙　(2)C　(3)6　(4)5
(5)阳极反应为 Fe－2e^－===Fe^2＋
(6)　Fe(OH)₃
(7) 6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+10OH^-+7H₂O=6Fe(OH)₃↓+2Cr(OH)₃↓(3分)

解析

方法1：还原沉淀法。
若平衡体系的 pH ＝ 2，相当于在平衡中加入酸，平衡右移，显橙色。溶液的颜色不变说明第①步反应达平衡状态；第②步中，还原 1 mol Cr₂O离子变为2molCr^3＋转移6mol电子，每摩尔亚铁离子转移1mol电子，需要6mol的FeSO₄·7H₂O。
K_sp＝c(Cr^3＋)·c³(OH^－)＝10^－32，要使c(Cr^3＋)降至10^－5mol/L， c³(OH^－)= 10^－32/10^－5=10^-27
c(OH^－)=10^-9 mol/L,PH=5
方法2：电解法。
(5)用Fe做电极的原因为阳极反应为 Fe－2e^－===Fe^2＋
(6)　 Cr₂O还原Fe^2＋生成铁离子，与氢氧根生成Fe(OH)₃。
(7)溶液中发生的总反应为6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+10OH^-+7H₂O=6Fe(OH)₃↓+2Cr(OH)₃↓