Question

18．某興趣小組模擬企業(yè)對(duì)含鉻廢水（Cr₂O₇^2-和Cr³⁺）處理流程如圖1

已知：2CrO₄^2-+2H⁺═Cr₂O₇^2-+H₂O
請(qǐng)回答：
（1）用離子方程式表示調(diào)節(jié)池里發(fā)生的反應(yīng)：Cr₂O₇^2-+14H⁺+6Fe²⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
（2）操作Ⅰ得到的殘?jiān)�的化學(xué)式為Fe（OH）₃．
（3）操作Ⅲ調(diào)節(jié)pH時(shí)最適合作為調(diào)節(jié)劑的是B．
A．4mol•L^-1鹽酸 B．6mol•L^-1硫酸C．石灰乳    D．碳酸鈉
（4）為檢測(cè)處理后廢水中鉻的含量，取100mL處理后的樣品于錐形瓶中，用濃醋酸調(diào)節(jié)pH=5，并加入適量固體抗壞血酸，使Cr₂O₇^2-完全轉(zhuǎn)化為Cr³⁺，再用amol•L^-1的EDTA（用H₄Y表示）標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，其反應(yīng)原理為：Cr₂O₇^2-→2Cr³⁺，Cr³⁺+Y^4-=CrY^-
①滴定時(shí)采用如圖2所示的側(cè)邊自動(dòng)定零位滴定管，具有的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，無視力誤差，計(jì)算精確．
②實(shí)驗(yàn)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液b mL，則處理后廢液中含鉻濃度為520abmg•L^-1（用含a、b的式子表示）．

Answer 1

分析 含鉻廢水（Cr₂O₇^2-和Cr³⁺）加入硫酸和硫酸亞鐵，進(jìn)入調(diào)節(jié)池發(fā)生氧化還原反應(yīng)收藏鐵離子和鉻離子，加入氫氧化鈉溶液過濾得到濾渣為氫氧化鐵沉淀，濾液含Cr（OH）₄^-，加入過氧化氫酸性溶液中氧化Cr（OH）₄^-，生成Na₂CrO₄，操作Ⅲ小調(diào)節(jié)溶液PH，2CrO₄^2-+2H⁺═Cr₂O₇^2-+H₂O，酸溶液應(yīng)選擇硫酸，鹽酸易被氧化所以不選擇鹽酸，得到的Na₂Cr₂O₇溶液，加入適量KCl過濾得到K₂Cr₂O₇晶體，
（1）調(diào)節(jié)池里發(fā)生的反應(yīng)是酸性溶液中重鉻酸跟離子氧化亞鐵離子生成鐵離子；
（2）操作Ⅰ得到的殘?jiān)鼮闅溲趸�鐵；
（3）操作Ⅲ調(diào)節(jié)pH時(shí)最適合作為調(diào)節(jié)劑的是非還原性的酸；
（4）①自動(dòng)定零位滴定管使得測(cè)定結(jié)果更準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)單；
②Cr₂O₇^2-→2Cr³⁺，Cr³⁺+Y^4-=CrY^-
反應(yīng)定量關(guān)系為：Cr₂O₇^2-→2Cr³⁺～2H₄Y（EDTA）
n（Cr³⁺）=n（EDTA）=amol•L^-1×b×10^-3L=ab×10^-3mol，計(jì)算得到鉻離子的濃度．

解答 解：含鉻廢水（Cr₂O₇^2-和Cr³⁺）加入硫酸和硫酸亞鐵，進(jìn)入調(diào)節(jié)池發(fā)生氧化還原反應(yīng)收藏鐵離子和鉻離子，加入氫氧化鈉溶液過濾得到濾渣為氫氧化鐵沉淀，濾液含Cr（OH）₄^-，加入過氧化氫酸性溶液中氧化Cr（OH）₄^-，生成Na₂CrO₄，操作Ⅲ小調(diào)節(jié)溶液PH，2CrO₄^2-+2H⁺═Cr₂O₇^2-+H₂O，酸溶液應(yīng)選擇硫酸，鹽酸易被氧化所以不選擇鹽酸，得到的Na₂Cr₂O₇溶液，加入適量KCl過濾得到K₂Cr₂O₇晶體，
（1）調(diào)節(jié)池里發(fā)生的反應(yīng)是酸性溶液中重鉻酸跟離子氧化亞鐵離子生成鐵離子的反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：Cr₂O₇^2-+14H⁺+6Fe²⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+14H⁺+6Fe²⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（2）分析可知，操作Ⅰ得到的殘?jiān)鼮闅溲趸�鐵，化學(xué)式為：Fe（OH）₃，故答案為：Fe（OH）₃；
（3）操作Ⅲ調(diào)節(jié)pH時(shí)最適合作為調(diào)節(jié)劑的是非還原性的酸，
A．4mol•L^-1鹽酸也會(huì)被重鉻酸根離子氧化生成氯氣，故A錯(cuò)誤；
B．6mol•L^-1硫酸溶液可以調(diào)節(jié)溶液PH，起到酸化作用，故B正確；
C．石灰乳為氫氧化鈣濁液，不能調(diào)節(jié)溶液PH得到Cr₂O₇^2-離子，故C錯(cuò)誤；
D．碳酸鈉溶液顯堿性，2CrO₄^2-+2H⁺═Cr₂O₇^2-+H₂O，平衡逆向進(jìn)行不能得到Cr₂O₇^2-離子，故D錯(cuò)誤；
故答案為：B；
（4）①自動(dòng)定零位滴定管使得測(cè)定結(jié)果更準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)單，滴定時(shí)采用如圖2所示的側(cè)邊自動(dòng)定零位滴定管，具有的優(yōu)點(diǎn)是：操作簡(jiǎn)單，無視力誤差，計(jì)算精確，
故答案為：操作簡(jiǎn)單，無視力誤差，計(jì)算精確；
②Cr₂O₇^2-→2Cr³⁺，Cr³⁺+Y^4-=CrY^-
反應(yīng)定量關(guān)系為：Cr₂O₇^2-→2Cr³⁺～2H₄Y（EDTA）
n（Cr³⁺）=n（EDTA）=amol•L^-1×b×10^-3L=ab×10^-3mol，
計(jì)算得到鉻離子的濃度=$\frac{ab×1{0}^{-3}mol×52g/mol}{0.1L}$=0.52abg/L=520ab mg/L．
故答案為：520ab mg/L；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)分離提純的方法和實(shí)驗(yàn)基本操作、滴定實(shí)驗(yàn)的分析和計(jì)算，主要是物質(zhì)性質(zhì)和化學(xué)平衡的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．