Question

某種工業(yè)廢水中含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它們易被人體吸收積累而導(dǎo)致肝癌．污水處理廠常用還原沉淀法處理含鉻廢水，其流程如下：
Cr₄^2-

H+

①轉(zhuǎn)化

CrO₇^2-

Fe2+

②還原

Cr³⁺

OH-

③沉淀

Cr（OH）₃↓
2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺═Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
①Cr₂O₇^2-中Cr的化合價(jià)是

 

．
②若平衡體系的pH=10，則溶液顯

 

色．
（2）第②步發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

，還原1mol Cr₂O₇^2-離子，需要

 

mol的FeSO₄?7H₂O；
（3）常溫下，Cr（OH）₃的溶度積Ksp=10^-32，要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH應(yīng)調(diào)至

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),氧化還原反應(yīng)

專(zhuān)題：氧化還原反應(yīng)專(zhuān)題,電離平衡與溶液的pH專(zhuān)題

分析：（1）①根據(jù)氧元素的化合價(jià)來(lái)確定Cr的化合價(jià)；
②根據(jù)外界條件對(duì)平衡的影響來(lái)考慮平衡移動(dòng)方向，從而確定離子濃度大小，進(jìn)而確定顏色變化；
（2）根據(jù)已知的反應(yīng)物和生成物，結(jié)合元素守恒及電荷守恒書(shū)寫(xiě)離子方程式；根據(jù)得失電子守恒來(lái)計(jì)算；
（3）根據(jù)溶度積常數(shù)進(jìn)行計(jì)算．

解答： 解：（1）①Cr₂O₇^2-中O的化合價(jià)為-2價(jià)，由離子中元素化合價(jià)的代數(shù)和等于所帶電荷數(shù)可得，Cr的化合價(jià)為+6，故答案為：+6；
②若平衡體系的pH=10，溶液顯堿性，氫氧根離子與氫離子反應(yīng)，則c（H⁺）減小，平衡2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O左移，溶液呈黃色，
故答案為：黃；
（2）第②步中Cr₂O₇^2-與Fe²⁺反應(yīng)生成Fe³⁺和Cr³⁺，其反應(yīng)的離子方程式為：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；根據(jù)電子得失守恒可知，還原1molCr₂O₇^2-離子得到Cr³⁺，得電子為2×（6-3）=6mol，需要FeSO₄?7H₂O的物質(zhì)的量為6÷（3-2）=6mol，
故答案為：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；6；
（3）當(dāng)c（Cr³⁺）=10^-5mol/L時(shí)，溶液的c（OH^-）=

3	10-32 10-5

=10-9mol/L，c（H⁺）═

10-14

10-9

=10-5mol/L，則pH=5，即要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH應(yīng)調(diào)至5，
故答案為：5．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查了化學(xué)平衡原理、氧化還原反應(yīng)、離子方程式的書(shū)寫(xiě)、沉淀溶解平衡和Ksp的有關(guān)計(jì)算等內(nèi)容，側(cè)重于反應(yīng)原理的應(yīng)用的考查，分析時(shí)要根據(jù)題給信息，結(jié)合相關(guān)原理進(jìn)行解答，題目難度中等．