Question

18．某兴趣小组模拟企业对含铬废水（Cr₂O₇^2-和Cr³⁺）处理流程如图1

已知：2CrO₄^2-+2H⁺═Cr₂O₇^2-+H₂O
请回答：
（1）用离子方程式表示调节池里发生的反应：Cr₂O₇^2-+14H⁺+6Fe²⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
（2）操作Ⅰ得到的残渣的化学式为Fe（OH）₃．
（3）操作Ⅲ调节pH时最适合作为调节剂的是B．
A．4mol•L^-1盐酸 B．6mol•L^-1硫酸C．石灰乳    D．碳酸钠
（4）为检测处理后废水中铬的含量，取100mL处理后的样品于锥形瓶中，用浓醋酸调节pH=5，并加入适量固体抗坏血酸，使Cr₂O₇^2-完全转化为Cr³⁺，再用amol•L^-1的EDTA（用H₄Y表示）标准溶液进行滴定，其反应原理为：Cr₂O₇^2-→2Cr³⁺，Cr³⁺+Y^4-=CrY^-
①滴定时采用如图2所示的侧边自动定零位滴定管，具有的优点是操作简单，无视力误差，计算精确．
②实验消耗EDTA标准溶液b mL，则处理后废液中含铬浓度为520abmg•L^-1（用含a、b的式子表示）．

Answer 1

分析 含铬废水（Cr₂O₇^2-和Cr³⁺）加入硫酸和硫酸亚铁，进入调节池发生氧化还原反应收藏铁离子和铬离子，加入氢氧化钠溶液过滤得到滤渣为氢氧化铁沉淀，滤液含Cr（OH）₄^-，加入过氧化氢酸性溶液中氧化Cr（OH）₄^-，生成Na₂CrO₄，操作Ⅲ小调节溶液PH，2CrO₄^2-+2H⁺═Cr₂O₇^2-+H₂O，酸溶液应选择硫酸，盐酸易被氧化所以不选择盐酸，得到的Na₂Cr₂O₇溶液，加入适量KCl过滤得到K₂Cr₂O₇晶体，
（1）调节池里发生的反应是酸性溶液中重铬酸跟离子氧化亚铁离子生成铁离子；
（2）操作Ⅰ得到的残渣为氢氧化铁；
（3）操作Ⅲ调节pH时最适合作为调节剂的是非还原性的酸；
（4）①自动定零位滴定管使得测定结果更准确，操作简单；
②Cr₂O₇^2-→2Cr³⁺，Cr³⁺+Y^4-=CrY^-
反应定量关系为：Cr₂O₇^2-→2Cr³⁺～2H₄Y（EDTA）
n（Cr³⁺）=n（EDTA）=amol•L^-1×b×10^-3L=ab×10^-3mol，计算得到铬离子的浓度．

解答 解：含铬废水（Cr₂O₇^2-和Cr³⁺）加入硫酸和硫酸亚铁，进入调节池发生氧化还原反应收藏铁离子和铬离子，加入氢氧化钠溶液过滤得到滤渣为氢氧化铁沉淀，滤液含Cr（OH）₄^-，加入过氧化氢酸性溶液中氧化Cr（OH）₄^-，生成Na₂CrO₄，操作Ⅲ小调节溶液PH，2CrO₄^2-+2H⁺═Cr₂O₇^2-+H₂O，酸溶液应选择硫酸，盐酸易被氧化所以不选择盐酸，得到的Na₂Cr₂O₇溶液，加入适量KCl过滤得到K₂Cr₂O₇晶体，
（1）调节池里发生的反应是酸性溶液中重铬酸跟离子氧化亚铁离子生成铁离子的反应，反应的离子方程式为：Cr₂O₇^2-+14H⁺+6Fe²⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+14H⁺+6Fe²⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（2）分析可知，操作Ⅰ得到的残渣为氢氧化铁，化学式为：Fe（OH）₃，故答案为：Fe（OH）₃；
（3）操作Ⅲ调节pH时最适合作为调节剂的是非还原性的酸，
A．4mol•L^-1盐酸也会被重铬酸根离子氧化生成氯气，故A错误；
B．6mol•L^-1硫酸溶液可以调节溶液PH，起到酸化作用，故B正确；
C．石灰乳为氢氧化钙浊液，不能调节溶液PH得到Cr₂O₇^2-离子，故C错误；
D．碳酸钠溶液显碱性，2CrO₄^2-+2H⁺═Cr₂O₇^2-+H₂O，平衡逆向进行不能得到Cr₂O₇^2-离子，故D错误；
故答案为：B；
（4）①自动定零位滴定管使得测定结果更准确，操作简单，滴定时采用如图2所示的侧边自动定零位滴定管，具有的优点是：操作简单，无视力误差，计算精确，
故答案为：操作简单，无视力误差，计算精确；
②Cr₂O₇^2-→2Cr³⁺，Cr³⁺+Y^4-=CrY^-
反应定量关系为：Cr₂O₇^2-→2Cr³⁺～2H₄Y（EDTA）
n（Cr³⁺）=n（EDTA）=amol•L^-1×b×10^-3L=ab×10^-3mol，
计算得到铬离子的浓度=$\frac{ab×1{0}^{-3}mol×52g/mol}{0.1L}$=0.52abg/L=520ab mg/L．
故答案为：520ab mg/L；

点评 本题考查了物质分离提纯的方法和实验基本操作、滴定实验的分析和计算，主要是物质性质和化学平衡的理解应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．