Question

云南省曲靖的鉻渣污染經(jīng)媒體報道后，鉻污染再次引起人們的關(guān)注．利用化學(xué)原理可以對工廠排放的含鉻廢水、鉻渣等進行有效處理．
I．含鉻廢水的處理：某企業(yè)排放的含鉻廢水中含有較多毒性較大的Cr₂O^2-₇，某研究性學(xué)習(xí)小組為了變廢為寶，將廢水處理得到金屬鉻，設(shè)計了如下的工藝流程．

（1）加酸調(diào)節(jié)到pH=6，則用pH試紙測定溶液pH的操作是：

 

．
（2）在含Cr₂O^2-₇廢水中存在著平衡：Cr2

O

2- 7

+H20?2Cr

O

2- 4

+H+，請寫出該平衡的平衡常數(shù)表達式k=

 

，若繼續(xù)加水稀釋，平衡將

 

移動（填“正向”、“逆向”“不”）．
（3）請寫出通入SO₂時發(fā)生的離子反應(yīng)方程式：

 

．
（4）寫出加入鋁粒在高溫下發(fā)生反應(yīng)制取鉻的化學(xué)方程式

 

．
Ⅱ．還有一種凈化處理方法是將含+6價Cr的廢水放人電解槽內(nèi)，用鐵作陽極，加入適量的NaCl進行電解：陽極區(qū)生成的Fe²⁺和Cr₂O^2-₇發(fā)生反應(yīng)，生成的Fe³⁺和Cr³⁺在陰極區(qū)與OH^-結(jié)合生成Fe（OH）₃和Cr（OH）₃沉淀除去[已知K_SPFe（OH）₃=4.0×10^-38，K_SPCr（OH）₃=6.0×10^-31]．
①電解過程中NaCI的作用是

 

．
②已知電解后的溶液中c（Fe³⁺）為2.0×10^-13mol?L^-1，則溶液中c（Cr³⁺）為

 

mol?L^-1．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：實驗設(shè)計題

分析：Ⅰ（1）在測定PH值時，不能濕潤、稀釋，需要用干燥結(jié)晶的玻璃棒；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義可解；加入水稀釋，平衡向電離方向移動；
（3）二氧化硫與Cr₂O₇^2-離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成SO₄^2-離子和Cr³⁺離子；
（4）根據(jù)鋁熱反應(yīng)的概念進行解答；
Ⅱ①NaCl為電解質(zhì)，加入適量的NaCl可增強溶液的導(dǎo)電能力；
②先根據(jù)KspFe（OH）₃和c（Fe³⁺）求出c（OH^-），然后再根據(jù)c（OH^-）和KspCr（OH）₃求出c（Cr³⁺）．

解答： 解：Ⅰ（1）在測定PH值時，不能濕潤、稀釋，正確的是將一小塊PH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液，滴在PH試紙上，靜置幾秒，再與比色卡對比；
故答案為：將一小塊PH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液，滴在PH試紙上，靜置幾秒，再與比色卡對比；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義，可知Cr₂O₇^2-（aq）+H₂O（l）?2CrO₄^2-（aq）+2H⁺（aq）的平衡常數(shù)K=

c2(C rO 2- 4 )c(H+)

c( Cr2O 2- 7 )

；
加入水稀釋，平衡向電離方向移動，左邊的離子稀釋為1，右邊的離子系數(shù)為3，加水平衡正向移動；
故答案為：

c2(C rO 2- 4 )c(H+)

c( Cr2O 2- 7 )

；正；
（3）重鉻酸根具有強氧化性，能將二氧化硫中+4價的硫氧化為+6價，離子反應(yīng)為：Cr₂O₇^2-+2H⁺+3SO₂═2Cr³⁺+3SO₄^2-+H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+2H⁺+3SO₂═2Cr³⁺+3SO₄^2-+H₂O；
（4）根據(jù)鋁熱反應(yīng)的概念，鋁與氧化鉻在高溫下生成鉻和氧化鋁，反應(yīng)方程式為2Al+Cr₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Cr；
故答案為：2Al+Cr₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Cr；
Ⅱ①因NaCl為電解質(zhì)，加入適量的NaCl可增強溶液的導(dǎo)電能力，故答案為：增強溶液的導(dǎo)電性；
②溶液中c（OH^-）=

3	KspFe(OH)3 c(Fe3+)

=

3	4.0×10-38 2.0×10-13

mol/L=

3	2.0×10-25

mol/L，則溶液中c（Cr³⁺）=

KspCr(OH)3

C3(OH-)

=

6.0×10-31

2.0×10-25

=3.0×10ˉ⁶mol/L，
故答案為：3.0×10ˉ⁶．

點評：本題考查了PH值測定、化學(xué)平衡常數(shù)的計算以及Ksp的有關(guān)計算等內(nèi)容，題目難度中等，注意對圖象的分析和數(shù)據(jù)的處理．