Question

工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它們會(huì)對(duì)人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的傷害，必須進(jìn)行處理．常用的處理方法有兩種．
方法l：還原沉淀法該法的工藝流程為CrO₄^2-

H+

①轉(zhuǎn)化

Cr₂O₇^2-

Fe2+

②還原

Cr³⁺

OH-

③沉淀

Cr（OH）₃↓其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺═Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O（1）若平衡體系的pH=2，則溶液顯

 

色．
（2）能說(shuō)明第①步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是

 

．a(chǎn)．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的濃度相同b．2v（Cr₂O₇^2-）=v（CrO₄^2-）
c．溶液的顏色不變
（3）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）═aq）+3OH^-（aq）
常溫下，Cr（OH）₃的溶度積Ksp=c（Cr³⁺）?c³（OH^-）=10^-32，要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH應(yīng)調(diào)至

 

．
方法2：電解法
該法用Fe做電極電解含Cr₂O₇^2-的酸性廢水，隨著電解進(jìn)行，在陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr（OH）₃沉淀．
（4）用Fe做電極的原因?yàn)?div id="v4wwlg0" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．
（5）在陰極附近溶液pH升高的原因是（用電極反應(yīng)解釋）

 

．溶液中同時(shí)生成的沉淀還有

 

．

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),電解原理

專題：電離平衡與溶液的pH專題,電化學(xué)專題

分析：（1）根據(jù)外界條件對(duì)平衡的影響來(lái)確定平衡移動(dòng)方向，從而確定離子濃度大小和溶液顏色變化；
（2）根據(jù)判斷平衡狀態(tài)的方法：V_正=V_逆，或各組分的濃度保持不變則說(shuō)明已達(dá)平衡；
（3）根據(jù)溶度積常數(shù)以及水的離子積常數(shù)來(lái)進(jìn)行計(jì)算；
（4）陽(yáng)極是活性電極時(shí)，陽(yáng)極本身失電子，生成陽(yáng)離子；
（5）溶液PH升高的原因是溶液中氫離子濃度減少，即氫離子在陰極得電子，PH升高，氫氧根離子濃度增大，離子濃度冪的乘積大于溶度積，所以金屬陽(yáng)離子會(huì)生成氫氧化物沉淀．

解答： 解：（1）c（H⁺）增大，平衡2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O右移，溶液呈橙色，故答案為：橙；
（2）a．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的濃度不是相同，而是不變，故錯(cuò)誤；
b．2v（Cr₂O₇^2-）=v（CrO₄^2-），未體現(xiàn)正逆的關(guān)系，故錯(cuò)誤；
c．溶液的顏色不變，說(shuō)明濃度不變，正逆反應(yīng)速率相等，故選：C；
（3）當(dāng)c（Cr³⁺）=10^-5mol/L時(shí)，溶液的c（OH^-）=

3	10-32 10-5

=10^-9 mol/L，c（H⁺）═

10-14

10-9

=10^-5mol/L，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；
（4）在電解法除鉻中，鐵作陽(yáng)極，陽(yáng)極反應(yīng)為Fe-2e^-═Fe²⁺，以提供還原劑Fe²⁺；故答案為：陽(yáng)極反應(yīng)為Fe-2e^-═Fe²⁺，提供還原劑Fe²⁺；
（5）在陰極附近溶液pH升高的原因是水電離產(chǎn)生的H⁺放電生成H₂的同時(shí)，大量產(chǎn)生了OH^-，所以溶液中的Fe³⁺也將轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，故答案為：2H⁺+2e═H₂↑；Fe（OH）₃．

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)、沉淀溶解平衡和電化學(xué)知識(shí)等內(nèi)容．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．