Question

某工業(yè)廢水中含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，現(xiàn)取樣該工業(yè)廢水，檢測其中鉻的含量．
步驟I：取25.00mL廢水，加入適量稀硫酸酸化．
步驟Ⅱ加入過量的碘化鉀溶液，滴入幾滴指示劑．
步驟Ⅲ：用0.1000mol?L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定（I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+Na₂S₄O₆），達(dá)到終點(diǎn)時消耗溶液24.00mL．
步驟Ⅳ：將上述反應(yīng)后溶液進(jìn)行如下處理：

回答下列問題
（1）步驟I加入稀硫酸酸化的目的是

 

；
（2）步驟1I中發(fā)生如下反應(yīng)，請完善并配平離子方程式：

 

Cr₂O₇^2-+

 

I^-+

 

 

═

 

Cr³⁺+

 

I₂+

 

H₂O
該步驟中所加指示劑是

 

．
（3）步驟Ⅲ判斷滴定達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象是

 

．
（4）步驟Ⅳ在生產(chǎn)生活中的意義是

 

（任答一條）．
（5）計算工業(yè)廢水中鉻元素的含量是

 

mg/L．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：根據(jù)實驗?zāi)康�，含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-工業(yè)廢水，步驟I：取25.00mL廢水，加入適量稀硫酸酸化，由于使CrO₄^2-在酸性條件下轉(zhuǎn)化成Cr₂O₇^2-，所以加稀硫酸酸化是將使CrO₄^2-盡可能的轉(zhuǎn)化成Cr₂O₇^2-；
步驟Ⅱ由于Cr₂O₇^2-具有氧化性，加入過量的碘化鉀溶液，把Cr₂O₇^2-還原成三價鉻，而碘離子被氧化成碘單質(zhì)；
步驟Ⅲ：用0.1000mol?L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定生成的碘單質(zhì)，通過消耗的Na₂S₂O₃溶液量來計算碘單質(zhì)的量，再根據(jù)碘單質(zhì)的量回頭計算Cr₂O₇^2-的量，從而達(dá)到實驗?zāi)康模?br />（1）根據(jù)以上分析，加入稀硫酸酸化的目的使CrO₄^2-盡可能的轉(zhuǎn)化成Cr₂O₇^2-；
（2）Cr₂O₇^2-具有氧化性，加入過量的碘化鉀溶液，把Cr₂O₇^2-還原成三價鉻，而碘離子被氧化成碘單質(zhì)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒配平；根據(jù)滴定碘單質(zhì)應(yīng)選用淀粉作指示劑；
（3）根據(jù)滴定達(dá)到終點(diǎn)時碘單質(zhì)剛好被消耗分析；
（4）根據(jù)Ⅳ將溶液中的三價鉻以沉淀的形式除去，符合綠色化學(xué)的思想；
（5）根據(jù)消耗的Na₂S₂O₃溶液量來計算碘單質(zhì)的量，再根據(jù)碘單質(zhì)的量回頭計算Cr₂O₇^2-的量，最后根據(jù)鉻元素的含量=

m(Cr)

m(總)

×100%計算．

解答： 解：根據(jù)實驗?zāi)康�，含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-工業(yè)廢水，步驟I：取25.00mL廢水，加入適量稀硫酸酸化，由于使CrO₄^2-在酸性條件下轉(zhuǎn)化成Cr₂O₇^2-，所以加稀硫酸酸化是將使CrO₄^2-盡可能的轉(zhuǎn)化成Cr₂O₇^2-；
步驟Ⅱ由于Cr₂O₇^2-具有氧化性，加入過量的碘化鉀溶液，把Cr₂O₇^2-還原成三價鉻，而碘離子被氧化成碘單質(zhì)；
步驟Ⅲ：用0.1000mol?L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定生成的碘單質(zhì)，通過消耗的Na₂S₂O₃溶液量來計算碘單質(zhì)的量，再根據(jù)碘單質(zhì)的量回頭計算Cr₂O₇^2-的量，從而達(dá)到實驗?zāi)康模?br />（1）根據(jù)以上分析，加入稀硫酸酸化的目的使CrO₄^2-盡可能的轉(zhuǎn)化成Cr₂O₇^2--，為步驟Ⅱ提供酸性環(huán)境，故答案為：使CrO₄^2-盡可能的轉(zhuǎn)化成Cr₂O₇^2--，為步驟Ⅱ提供酸性環(huán)境；
（2）反應(yīng)中Cr₂O₇^2-→Cr³⁺，Cr元素化合價由+6價降低為+3價，共降低6價．I^-→I₂，碘元素的化合價由-1價升高為0價，共升高1價，化合價升降最小公倍數(shù)為6，故Cr₂O₇^2-的系數(shù)為1，I^-的系數(shù)為6，根據(jù)原子守恒Cr³⁺的系數(shù)為2，I₂的系數(shù)為3，由氧原子守恒可知水前面系數(shù)為7，由氫守恒可知缺項為14H⁺，配平后方程式為：Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；滴定碘單質(zhì)應(yīng)選用淀粉作指示劑；故答案為：1；6；14H⁺；2；3；7；淀粉；
（3）滴定達(dá)到終點(diǎn)時碘單質(zhì)剛好被消耗，所以溶液的顏色剛好退去，故答案為：溶液深藍(lán)色退去；
（4）Ⅳ的目的將溶液中的三價鉻以沉淀的形式除去，因為鉻離子使重金屬離子，會污染河水，所以在排入河流之前一定要除去三價鉻離子，故答案為：防止重金屬污染；
（5）由Cr₂O₇^2-～3I₂～6Na₂S₂O₃
         1                 6
   0.4×10^-3mol        0.1000mol?L^-1 ×24×10^-3L=2.4×10^-3mol 
  鉻元素的含量=

m(Cr)

m(總)

×100%=

0.4×10 -3×2×52×10 3mg

25×10 -3

=1664mg/L，故答案為：1664mg/L．

點(diǎn)評：本題考查了工業(yè)廢水中鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定，涉及到氧化還原反應(yīng)方程式的配平，滴定實驗、質(zhì)量濃度的計算等，難度較大，注意利用按照方程式結(jié)合原子守恒來計算．