Question

【題目】Cr2O72-、Cr3+對環境具有極強的污染性，含有Cr2O72-、Cr3+的工業廢水常采用NaOH沉淀法除去。已知：①常溫下，Cr3+完全沉淀(c≤1.0×105 mol· L1) 時，溶液的pH為5；NaOH過量時Cr(OH)3溶解生成CrO2-：Cr3++3OH Cr(OH)3 CrO2-+H++H2O。②CrO2-還原產物為Cr3+。③ lg3.3=0.50。請回答下列問題：

（1）常溫下，Cr(OH)3的溶度積常數Ksp[Cr(OH)3]=__________。

（2）常溫下，向50 mL 0.05 mol·L1的Cr2(SO4)3溶液中加入1.0 mol·L1的NaOH溶液50 mL，充分反應后，溶液pH為____________。

（3）為了測定工業廢水中Na2Cr2O7的濃度，進行如下步驟：

Ⅰ．取100 mL濾液；

Ⅱ．用c mol·L1的標準KMnO4酸性溶液滴定b mL一定濃度的FeSO4溶液，消耗KMnO4溶液b mL；

Ⅲ．取b mL濾液，用上述FeSO4溶液滴定，達到滴定終點時，消耗d mL FeSO4溶液。

①步驟Ⅱ中的滴定過程應選用_______(填“酸式”或“堿式”)滴定管，滴定終點的現象是__________________。

②步驟Ⅲ的濾液中Na2Cr2O7的含量為_______mol·L1。

（4）Na2Cr2O7的含量也可以用一定難度的NaNO2溶液進行滴定。已知常溫下HNO2的電離常數Ka=7.1×10-4 ，NH3·H2O的電離常數Kb=1.7×10-5 。0.1 mol·L-1 NH4NO2溶液中各離子濃度由大到小的順序是______________________。

Answer 1

【答案】1.0×10-32 13.5 酸式 溶液顯紫色 c(NO2-)>c(NH4+)>c(H＋)>c(OH-)

【解析】

（1）Cr3+完全沉淀（c≤1.0×10-5 mol/L） 時，溶液的pH為5，據此計算Cr（OH）3的溶度積常數；

（2）50mL 0.05mol/L的Cr2（SO4）3溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液50mL，則混合后溶液中c（Cr3+）=0.05mol/L，c（OH-）=0.5mol/L，發生反應：Cr3++3OH-═Cr（OH）3，根據方程式計算；

（3）①酸性高猛酸鉀溶液，具有強氧化性，需選用酸式滴定管，滴定終點的現象是溶液顯紫色；

②根據氧化還原反應，結合電子得失守恒關系進行相關計算；

（4）根據NH4+和NO2-的水解程度相對大小判斷NH4NO2的酸堿性，再根據電荷守恒分析離子濃度大小，根據HNO2的電離平衡常數計算NO2-的水解常數。

(1)常溫下，Cr3+完全沉淀(c1.0×105 mol/L) 時，溶液的pH為5，溶液中c(OH)=109mol/L，c(Cr3+)=105mol/L，則常溫下,Cr(OH)3的溶度積常數Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)c3(OH)=1.0×1032；

故答案為：1.0×10-32；

(2)50mL 0.05mol/L的Cr2(SO4)3溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液50mL，則混合后溶液中c(Cr3+)=0.05mol/L，c(OH)=0.5mol/L，發生反應：Cr3++3OH═Cr(OH)3，則反應后c(OH)=0.5mol/L0.15mol/L=0.35mol/L，所以充分反應后，溶液pH=14pOH=14+lgc(OH)=13.5；

故答案為：13.5；

(3)①步驟Ⅱ中所用的標準液為酸性高猛酸鉀溶液，具有強氧化性，需選用酸式滴定管，滴定終點的現象是溶液顯紫色；

故答案為：酸式；溶液顯紫色；

②c mol/L的標準KMnO4酸性溶液滴定b mL一定濃度的FeSO4溶液，消耗KMnO4溶液b mL，Mn從+7價降為+2價，Fe從+2價升為+3價，根據電子得失守恒，存在反應關系：MnO45Fe2+，則滴定所用的FeSO4的濃度為c(Fe2+)=5cmol/L，取b mL濾液，用上述FeSO4溶液滴定，達到滴定終點時，消耗d mL FeSO4溶液，Cr從+6價降為+3價，Fe從+2價升為+3價，根據電子得失守恒，存在反應關系：Cr2O726Fe2+，則bmL溶液中Na2Cr2O7的含量為；

故答案為：；

(4)NH4+的水解平衡常數為Kh(NH4+)= =5.88×1010，NO2的水解平衡常數為Kh= =1.4×1011，可見NH4+水解程度相對較大，所以溶液呈酸性，c(H＋)>c(OH-)，根據電荷守恒：c(NH4+)+c(H+)=c(OH)+c(NO2)，則有c(NO2-)>c(NH4+)>c(H＋)>c(OH-)；

故答案為：c(NO2-)>c(NH4+)>c(H＋)>c(OH-)。