Question

（12分）工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害，必須進行處理，常用的處理方法有兩種。

方法1：還原沉淀法

該法的工藝流程為

其中第①步存在下列平衡：2CrO42- (黃色) +2H+ Cr2O72-(橙色) +H2O

（1）若平衡體系的pH=2，該溶液顯 色。

（2）能說明第①步反應達平衡狀態(tài)的是 。

A．Cr2O72-和CrO42-的濃度相同

B.2V(Cr2O72-)=V(CrO42-)

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) Cr3+(aq)+3OH-(aq) Ksp Cr(OH)3=c (Cr3+)?c3(OH-)=10-32

常溫下，要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，溶液的pH應調(diào)至__________。

方法2電解法：

該法用Fe做電極電解含Cr2O72-的酸性廢水，隨著電解的進行，在陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀。

（4）用Fe做電極的原因為 。

（5）在陰極附近溶液pH升高的原因（用電極反應式解釋） ，溶液中同時生成的沉淀還有 。

Answer 1

（1）橙色；（2） C；（3） 5；（4） 提供Fe2+作還原劑；（5） 2H++2e-=H2↑；Fe(OH)3

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)平衡移動原理：若平衡體系的pH=2，該溶液顯強酸性，在酸性環(huán)境，平衡正向移動，因此溶液呈橙色；（2）A．Cr2O72-和CrO42-的濃度相同，溶液可能處于平衡狀態(tài)，也可能處于非平衡狀態(tài)，錯誤；B.在任何狀態(tài)，都存在：V(Cr2O72-)：V(CrO42-)=1:2；即V(CrO42-)=2V(Cr2O72-)，因此不能說明該反應處于平衡狀態(tài)，錯誤；C．若反應未達到平衡狀態(tài)，則溶液的顏色會發(fā)生改變，因此溶液的顏色不變能說明第①步反應達平衡狀態(tài)，正確；（3）Ksp Cr(OH)3=c (Cr3+)?c3(OH-)=10-32，由于c(Cr3+)= 10-5mol/L，所以c3(OH-)=10-32÷10-5=10-27。c (OH-)=10-9；由于在溶液中存在水的電離平衡，c(H+)=10-5 mol/L。所以溶液的pH=5；該法用Fe做電極電解含Cr2O72-的酸性廢水，隨著電解的進行，在陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀。（4）用Fe做電極的原因為Fe作陽極發(fā)生氧化反應：Fe-2e-=Fe2+；Cr2O72-與Fe2+會發(fā)生氧化還原反應產(chǎn)生Cr3+；（5）溶液中的陽離子的放電能力：H+>Fe3+；在陰極上H+得到電子發(fā)生反應：2H++2e-=H2↑；使溶液中c(OH-)增大，所以陰極附近溶液pH升高；Fe3++3OH-= Fe(OH)3↓,所以溶液中同時生成的沉淀還有Fe(OH)3。

考點：考查化學平衡移動、反應平衡狀態(tài)的判斷、沉淀溶解平衡的應用、電解原理在污水處理的應用。