Question

6．含鉻化合物的廢水有毒，特別是Cr（Ⅵ）有致癌作用，對(duì)農(nóng)作物及微生物的毒害很大．目前處理的方法較多，還原沉淀法是較為廣泛的處理含鉻廢水的方法，流程如圖：

（1）步驟①中存在平衡：2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-}）}{{c}^{2}（Cr{{O}_{4}}^{2-}）．{c}^{2}（{H}^{+}）}$；堿性溶液中Cr（Ⅵ）離子的顏色呈黃色．（填“黃色”或“橙色”）
（2）上述操作Ⅰ的名稱為過(guò)濾，以下物質(zhì)可用于代替步驟②中的Fe²⁺的是C
A．KMnO₄（H⁺）           B．HNO₃            C．Na₂SO₃
（3）步驟③中出水總鉻與溶液的pH關(guān)系如圖，下列說(shuō)法不正確的是A．
A．為有效除去Cr³⁺，加入的堿越多越好
B．Cr（OH）₃可溶于強(qiáng)堿
C．要除去Cr³⁺，調(diào)節(jié)pH值最好為7左右

（4）已知K_sp[Cr（OH）₃]=1.1×10^-32，按《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，水質(zhì)中總鉻的濃度應(yīng)小于3×10^-5mol•L^-1，當(dāng)步驟③調(diào)節(jié)pH=6時(shí)，該處理后的污水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)？是（填“是”或“否”）．

Answer 1

分析 在酸性條件下CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，加入鐵粉，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cr³⁺，加入堿生成Cr（OH）₃、Fe（OH）₃，Cr（OH）₃可溶于強(qiáng)堿，加入過(guò)量氫氧化鈉，Cr（OH）₃溶解，然后過(guò)濾，經(jīng)濾液進(jìn)行會(huì)后利用．
（1）反應(yīng)2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O堿性溶液中平衡逆向移動(dòng)；
（2）操作Ⅰ用于分離固體和液體，步驟②中的Fe²⁺表現(xiàn)出還原性；
（3）與流程信息可知Cr（OH）₃可溶于強(qiáng)堿，則堿不能加入過(guò)多，由圖象可知要除去Cr³⁺，調(diào)節(jié)pH值最好為7左右；
（4）計(jì)算c（OH^-），結(jié)合K_sp[Cr（OH）₃]=1.1×10^-32計(jì)算．

解答 解：在酸性條件下CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，加入鐵粉，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cr³⁺，加入堿生成Cr（OH）₃、Fe（OH）₃，Cr（OH）₃可溶于強(qiáng)堿，加入過(guò)量氫氧化鈉，Cr（OH）₃溶解，然后過(guò)濾，經(jīng)濾液進(jìn)行會(huì)后利用．
（1）反應(yīng)2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-}）}{{c}^{2}（Cr{{O}_{4}}^{2-}）．{c}^{2}（{H}^{+}）}$，堿性溶液中平衡逆向移動(dòng)，溶液呈黃色，
故答案為：$\frac{c（C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-}）}{{c}^{2}（Cr{{O}_{4}}^{2-}）．{c}^{2}（{H}^{+}）}$；黃色；
（2）操作Ⅰ用于分離固體和液體，為過(guò)濾操作，步驟②中的Fe²⁺表現(xiàn)出還原性，可用Na₂SO₃替代，故答案為：過(guò)濾； C；
（3）與流程信息可知Cr（OH）₃可溶于強(qiáng)堿，則堿不能加入過(guò)多，由圖象可知要除去Cr³⁺，調(diào)節(jié)pH值最好為7左右，故答案為：A；
（4）已知K_sp[Cr（OH）₃]=1.1×10^-32，水質(zhì)中總鉻的濃度應(yīng)小于3×10^-5mol•L^-1，當(dāng)步驟③調(diào)節(jié)pH=6時(shí)，c（OH^-）=1×10^-8mol•L^-1，則c（Cr³⁺）=$\root{3}{\frac{1.1×1{0}^{-32}}{1×1{0}^{-8}}}$mol/L＜3×10^-5mol•L^-1，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，
故答案為：是．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查物質(zhì)的分離、提純，為高頻考點(diǎn)，題目涉及化學(xué)平衡原理、氧化還原反應(yīng)、離子方程式的書(shū)寫、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．