Question

【題目】工業(yè)廢水中含有：錳、鉻、鎘等重金屬元素。處理工業(yè)廢水中含有的Cr2O72-和CrO42-，常用的方法為還原沉淀法，該法的工藝流程為:

其中第①步存在平衡2CrO42- (黃色)＋2H＋Cr2O72- (橙色)＋H2O。

(1)寫出第①步反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式____________________________________。

(2)關(guān)于第①步反應(yīng)，下列說法正確的是________。

A．通過測定溶液的pH可以判斷反應(yīng)是否已達(dá)到平衡狀態(tài)

B．該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)

C．強(qiáng)酸性環(huán)境，溶液的顏色為橙色

(3)第②步中，還原0.1 mol Cr2O72-，需要________ mol的FeSO4·7H2O。

(4)第③步除生成Cr(OH)3外，還可能生成的沉淀為________。

(5)在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s) Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)，常溫下，Cr(OH)3的溶度積Ksp＝10－32，當(dāng)c(Cr3＋)降至10－5 mol/L，認(rèn)為c(Cr3＋)已經(jīng)完全沉淀，現(xiàn)將第③步溶液的pH調(diào)至4，請通過計(jì)算說明Cr3＋是否沉淀完全(請寫出計(jì)算過程)：______________________________________。

Answer 1

【答案】(1)K＝

(2)AC

(3)0.6

(4)Fe(OH)3

(5)當(dāng)pH調(diào)至4時，c(OH－)＝10－10mol/L，c(Cr3＋)＝10－32/c3(OH－) ＝10－2mol/L＞10－5mol/L，因此Cr3＋沒有沉淀完全

【解析】

(1)因H2O是純液態(tài)物質(zhì)，其濃度視為常數(shù)，故第①步反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝c(Cr2O72-)/[c2(CrO42-)·c2(H＋)]。

(2)利用反應(yīng)①可知，反應(yīng)正向進(jìn)行時，溶液pH增大，故pH不變時說明反應(yīng)達(dá)到平衡，A項(xiàng)正確；CrO42-和Cr2O72-中Cr均為＋6價，該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，B項(xiàng)錯誤；在酸性環(huán)境中，溶液中c(Cr2O72-)較大，溶液呈橙色，C項(xiàng)正確。

(3)在第②步反應(yīng)中Cr2O72-被還原為Cr3＋，0.1 mol Cr2O72-被還原時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1 mol×2×(6－3)＝0.6 mol，而還原劑Fe2＋被氧化為Fe3＋，故需要消耗0.6 mol FeSO4·7H2O。

(4)在第②步反應(yīng)中Fe2＋被氧化為Fe3＋，故第③步還有Fe(OH)3生成。