Question

【题目】查阅资料:元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色) 、Cr(OH)4-(绿色) 、Cr2O72（橙红色）、CrO42（黄色）等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：

（1）铬(24Cr)属于________（选填编号）。

a.主族元素 b.副族元素 c.Ⅶ族元素 d.过渡元素

（2）CrO42和Cr2O72在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L1的Na2CrO4溶液中c（Cr2O72）随c（H+）的变化如图所示。

①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。

②由图可知，溶液酸性增大，CrO42的平衡转化率__________（填“增大“减小”或“不变”）。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。

③升高温度，溶液中CrO42的平衡转化率减小，则该反应的ΔH_________0（填“>”“<”或“=”）。

（3）欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去．已知：

	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe2+	7.0	9.0
Fe3+	1.9	3.2
Cr3+	6.0	8.0

某含铬废水处理的主要流程如图所示：

①初沉池中加入的混凝剂是K2SO4﹒Al2(SO4)3﹒24H2O，其作用为__________（用离子方程式表示）．

②反应池中用NaHSO3将酸性废液中的Cr2O72-还原成Cr3+，该反应的离子方程式为________．根据“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，此过程中发生主要反应的离子的先后顺序是____________．证明Cr3+沉淀完全的方法是__________．

（4）工业可用电解法来处理含 Cr2O72-废水．实验室利用如图模拟处理含Cr2O72-的废水，阳极反应式是Fe-2e-═Fe2+，阴极反应式是2H++2e-═H2↑．Fe2+与酸性溶液中的Cr2O72-反应的离子方程式是__________，得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，用电解法处理该溶液中0.01mol Cr2O72-时，至少得到沉淀的质量是__________ g．

Answer 1

【答案】 bd 2CrO42-+2H+Cr2O72- +H2O 增大 K=1.0×1014 ＜ Al3+ + 3H2OAl(OH)3(胶体) + 3H+ Cr2O72- +3HSO3- +5H+===2Cr3++3SO42- +4H2O H+、Cr3+ 测定溶液的pH，若pH≥8，则证明Cr3+沉淀完全（其他合理答案均可） 6Fe2++Cr2O72- +14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O 8.48

【解析】（1）Cr是ⅥB族的金属元素，所以是副族元素也是过渡元素。

（2）①图中看到：酸性增强时CrO42转化为Cr2O72，所以方程式为：2CrO42+2H+Cr2O72- +H2O。②酸性增强，氢离子浓度增大，平衡正向移动，CrO42的平衡转化率增大。A点Cr2O72-的浓度为0.25mol/L，则消耗的CrO42-的浓度为0.5mol/L，则溶液中的c（CrO42-）=1.0mol/L - 0.25mol/L×2 = 0.5mol/L，H+浓度为1×10-7mol/L，此时该转化反应的平衡常数为 ，即K=1×1014。③升高温度，溶液中CrO42的平衡转化率减小，说明平衡逆向移动，则该反应的ΔH＜0。

（3）①加入明矾的目的是铝离子水解得到氢氧化铝胶体，再吸附水中其他不溶物一起聚沉，所以反应为：Al3+ + 3H2OAl(OH)3(胶体) + 3H+。

②用NaHSO3将酸性废液中的Cr2O72-还原成Cr3+，同时+4价S化合价应该升高到+6价，得到硫酸根根，所以方程式为：Cr2O72- +3HSO3- +5H+===2Cr3++3SO42- +4H2O。沉淀池溶液中主要存在氢离子和Cr3+，加入氢氧根离子，应该先进行酸碱中和，再形成氢氧化铬沉淀，所以先反应H+再反应Cr3+。从题目的表格中已知：pH达到8的时候溶液中的Cr3+完全沉淀，所以可以利用测定溶液pH的方法来证明Cr3+完全沉淀。

（4）Cr2O72-将Fe2+氧化为Fe3+，本身还原为Cr3+，所以反应方程式为：6Fe2++Cr2O72- +14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O。根据上述方程式，处理该溶液中0.01molCr2O72-时，应该得到0.02molCr3+和0.06molFe3+，题目说得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，则Cr3+和Fe3+应该完全沉淀，得到0.02molCr(OH)3和0.06molFe(OH)3，质量为0.02×(52+17×3) + 0.06×(56+17×3)=8.48g。