Question

【题目】工业废水中常含有一定量的Cr2O72-，易被人体吸收累积而导致肝癌。处理工业含铬废水的方法通常是将Cr2O72-转化为Cr3+，再将Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀。已知元素铬(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。

(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似，在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，可观察到的现象是____

(2)利用硫酸工业废气中的SO2可以处理酸性含铬废水，用离子方程式表示反应原理：_______________

(3)Cr3+在强碱中可被双氧水氧化为CrO42-，发生反应的离子方程式为_________________

(4)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”),

② 据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数__________。

Answer 1

【答案】蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液 Cr2O72- +3SO2 +2H+ =2Cr3+ +3SO42- +H2O 2Cr3++3H2O2+10OH-=2CrO42- +8H2O 增大 1.0×1014 (mol·L1)-3

【解析】

（1）溶液Cr3+（蓝紫色）和氢氧化钠溶液反应生成Cr（OH）3为难溶于水的灰蓝色固体，和氢氧化铝性质相似为两性氢氧化物，溶于强碱；

（2）利用氧化还原反应中得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒进行配平；

（3）利用守恒原则配平离子方程式；

（4）由图可知，溶液酸性增大，平衡2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O正向进行，CrO42的平衡转化率增大；根据平衡常数的公式计算。

（1）Cr3+与Al3+的化学性质相似可知Cr2（SO4）3溶液中逐滴加入NaOH溶液，先生成Cr（OH）3灰蓝色沉淀，继续加入NaOH后沉淀溶解，生成绿色Cr（OH）4-；

故答案为：蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液。

（2）利用SO2的还原性将废液中的Cr2O72-还原成Cr3+，则Cr2O72-将SO2氧化为SO42-，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，配平离子方程式为：Cr2O72- +3SO2+2H+=2Cr3+ +3SO42-+H2O，故答案为：Cr2O72- +3SO2+2H+=2Cr3+ +3SO42-+H2O。

（3）Cr3+在强碱中可被双氧水氧化为CrO42-，发生反应的离子方程式为2Cr3++3H2O2+10OH-=2CrO42- +8H2O，故答案为：2Cr3++3H2O2+10OH-=2CrO42- +8H2O。

（4）①由图可知，溶液酸性增大，平衡2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O正向进行，CrO42的平衡转化率增大，故答案为：增大。

②A点Cr2O72-的浓度为0.25mol/L，根据Cr元素守恒可知CrO42-的浓度为0.5mol/L；H+浓度为1×10-7mol/L；此时该转化反应的平衡常数为c（Cr2O72-）/c2（CrO42-）c2（H+）=0.25/0.52×(1×10-7)2=1.0×1014(mol·L1)-3，

故答案为：1.0×1014(mol·L1)-3。