Question

【題目】工業廢水中常含有一定量的Cr2O72—和CrO42—，它們會對人類及生態系統產生很大的傷害，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步存在平衡：2CrO42—（黃色）+2H+Cr2O72—（橙色）+H2O

（1）若平衡體系的pH=2，則溶液顯 色.

（2）能說明第①步反應達平衡狀態的是 。

a．Cr2O72—和CrO42—的濃度相同 b．2v (Cr2O72—) ="v" (CrO42—) c．溶液的顏色不變

（3）第②步中，還原1mol Cr2O72—離子，需要________mol的FeSO4·7H2O。

( 4 ) 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)

常溫下，Cr(OH)3的溶度積Ksp＝c(Cr3+)·c3(OH—)＝10-32，要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，溶液的pH應調至 。

方法2：電解法

該法用Fe做電極電解含Cr2O72—的酸性廢水，隨著電解進行，在陰極附近溶液pH升高，產生Cr(OH)3沉淀。

（5）用Fe做電極的原因為 。

（6）在陰極附近溶液pH升高的原因是（用電極反應解釋） 。

溶液中同時生成的沉淀還有 。

Answer 1

【答案】（1）橙（2）c（3）6（4）5（5）陽極反應為Fe－2e－＝Fe2+，提供還原劑Fe2+

（6）2H++2e－＝H2↑ Fe(OH)3

【解析】（1）若平衡體系的pH=2，2CrO42－（黃色）+2H+Cr2O72－（橙色）+H2O，平衡右移，呈橙色（2）能說明第①步反應達平衡狀態的是溶液的顏色不變，溶液的各反應混合物濃度不變，選c（3）由得失電子守恒得：1mol Cr2O72―變6價，要6molFe2＋（4）Ksp＝c(Cr3＋)·c3(OH－)＝10-32，c3(OH－)= 10-32/10-5=10-27，c(OH－)= 10-9mol·L－1,pH= 5（5）陽極反應為Fe－2e－＝Fe2＋，提供還原劑Fe2＋;所以用鐵作電極（6）在陰極附近溶液pH升高的原因是2H＋+2e－＝H2↑，水電離平衡被破壞，留下OH―，提高堿度，使Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀而除去。