Question

1．含鉻污水處理是污染治理的重要課題．污水中鉻元素以Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-形式存在，常見除鉻基本步驟是：

（1）加酸可以使CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O
若常溫下pH=1溶液中Cr₂O₇^2-濃度為0.1mol•L^-1，Cr₂O₇^2-濃度是CrO₄^2-濃度的10倍，該化學(xué)平衡常數(shù)K=1.0×10⁵．
（2）六價鉻的毒性大約是三價鉻的100倍，二氧化硫還原法是在酸性溶液中通SO₂將Cr₂O₇^2-還原，反應(yīng)的離子方程式為3SO₂+Cr₂O₇^2-+2H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+H₂O．而后再加堿將Cr³⁺沉淀，已知常溫下K_sp[Cr（OH）₃]=10^-32，要使c（Cr³⁺）降低到10^-5mol•L^-1，溶液的pH應(yīng)升高到5．
（3）電解還原法是利用電解產(chǎn)生的Fe²⁺將Cr₂O₇^2-還原為Cr³⁺．電解裝置所用的電極材料是碳棒和鐵片，其中鐵片連接直流電源的正極．
（4）Cr（OH）₃為綠色粘性沉淀，類似于Al（OH）₃既溶于酸又能溶于強(qiáng)堿溶液．Cr（OH）₃溶于稀硫酸的化學(xué)方程式為2Cr（OH）₃+3H₂SO₄=2Cr₂（SO₄）₃+3H₂O．往100.00mL 0.1000mol•L^-1CrCl₃溶液滴加1.000mol•L^-1NaOH溶液，請畫出生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系圖

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-}）}{{c}^{2}（Cr{{O}_{4}}^{2-}）{c}^{2}（{H}^{+}）}$進(jìn)行計(jì)算；
（2）根據(jù)二氧化硫具有還原性，在酸性溶液中通SO₂將Cr₂O₇^2-還原生成硫酸根和三價鉻離子；根據(jù)K_sp[Cr（OH）₃]=10^-32計(jì)算c（OH^-），從而計(jì)算PH；
（3）Fe作陽極失電子生成亞鐵離子，提供還原劑；
（4）Cr（OH）₃溶于稀硫酸生成硫酸鉻和水，根據(jù)反應(yīng)的量畫出生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系圖．

解答 解：（1）若常溫下pH=1溶液中Cr₂O₇^2-濃度為0.1mol•L^-1，Cr₂O₇^2-濃度是CrO₄^2-濃度的10倍即CrO₄^2-濃度為0.01mol•L^-1，化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-}）}{{c}^{2}（Cr{{O}_{4}}^{2-}）{c}^{2}（{H}^{+}）}$=$\frac{0.1}{0.0{1}^{2}×0．{1}^{2}}$=1.0×10⁵，
故答案為：1.0×10⁵；
（2）因?yàn)槎�氧化硫具有還原性，在酸性溶液中通SO₂將Cr₂O₇^2-還原生成硫酸根和三價鉻離子，所以離子方程式為：3SO₂+Cr₂O₇^2-+2H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+H₂O；因?yàn)镵_sp[Cr（OH）₃]=10^-32，所以c（OH^-）=$\root{3}{\frac{1{0}^{-32}}{1{0}^{-5}}}$=10^-9mol•L^-1，則PH=5，
故答案為：3SO₂+Cr₂O₇^2-+2H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+H₂O；5；
（3）電解還原法是利用電解產(chǎn)生的Fe²⁺將Cr₂O₇^2-還原為Cr³⁺，F(xiàn)e作陽極失電子生成亞鐵離子，提供Fe²⁺作還原劑，所以Fe與正極相連；
故答案為：正；
（4）Cr（OH）₃溶于稀硫酸生成硫酸鉻和水，化學(xué)方程式為2Cr（OH）₃+3H₂SO₄=2Cr₂（SO₄）₃+6H₂O，往100.00mL 0.1000mol•L^-1CrCl₃溶液滴加1.000mol•L^-1NaOH溶液，根據(jù)反應(yīng)Cr³⁺+3OH^-=Cr（OH）₃，Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O，所以應(yīng)該為三份沉淀，一份溶解，生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系圖為，
故答案為：2Cr（OH）₃+3H₂SO₄=2Cr₂（SO₄）₃+6H₂O；．

點(diǎn)評 本題考查了平衡常數(shù)的計(jì)算、氧化還原反應(yīng)、溶度積常數(shù)的計(jì)算等知識點(diǎn)，題目難度中等，注意把握平衡常數(shù)和溶度積常數(shù)的表達(dá)式以及計(jì)算方法，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．