题目内容
【题目】工业废水中常含有一定量的Cr2O 和CrO
,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理.常用的处理方法有两种. 方法1:还原沉淀法
该法的工艺流程为④③②①
CrO
Cr2O72﹣
Cr3+
Cr(OH)3↓
其中第①步存在平衡:2CrO42(黄色)+2H+Cr2O72﹣(橙色)+H2O
(1)若平衡体系的pH=2,该溶液显色.
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是 . a.Cr2O 和CrO42的浓度相同
b.2v(Cr2O )=v(CrO42)
c.溶液的颜色不变
(3)第②步中,还原1 mol Cr2O72﹣离子,需要mol的FeSO47H2O.
(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)
常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)c3(OH﹣)=10﹣32 , 要使c(Cr3+)降至10﹣5 mol/L,溶液的pH应调至 .
方法2:电解法
该法用Fe做电极电解含 Cr2O72﹣的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀.
(5)用Fe做电极的原因为 .
(6)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释) , 溶液中同时生成的沉淀还有 .
【答案】
(1)橙
(2)c
(3)6
(4)5
(5)阳极反应为Fe﹣2e﹣=Fe2+ , 提供还原剂Fe2+
(6)2H++2e﹣=H2↑;Fe(OH)3
【解析】解:(1)c(H+)增大,平衡2CrO (黄色)+2H+Cr2O
(橙色)+H2O右移,溶液呈橙色,所以答案是:橙;(2)对于平衡:2CrO
(黄色)+2H+Cr2O
(橙色)+H2O,A.Cr2O
和CrO
的浓度相同,不一定平衡,故A错误;B.2υ(Cr2O
)=υ(CrO42﹣)不能证明正逆速率相等,所以不是平衡状态,故B错误;C.溶液的颜色不变,即有色离子浓度不会再不变,达到了化学平衡状态,故C正确; 故选C;(3)还原1mol Cr2O
离子,铬元素化合价从+6价降低到+3价,一共得到电子6mol,亚铁离子被氧化为+3价,应该得到6mol电子,所以还原1mol Cr2O
离子,需要6mol的FeSO47H2O,所以答案是:6;(4)Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)c3(OH﹣)=10﹣32 , 要使c(Cr3+)降至10﹣5mol/L,则需c(OH﹣)=
=
=10﹣9mol/L,所以c(H+)=10﹣5mol/L,即pH=5,所以答案是:5;(5)在电解法除铬中,铁作阳极,阳极反应为Fe﹣2e﹣═Fe2+ , 以提供还原剂Fe2+ , 所以答案是:阳极反应为Fe﹣2e﹣=Fe2+ , 提供还原剂Fe2+;(6)在阴极附近溶液pH升高的原因是水电离产生的H+放电生成H2:2H++2e﹣═H2↑;同时大量产生了OH﹣ , 所以溶液中的Fe3+也将转化为Fe(OH)3沉淀;所以答案是:2H++2e﹣=H2↑;Fe(OH)3 .
【考点精析】利用化学平衡状态的判断对题目进行判断即可得到答案,需要熟知状态判断:①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体,且m+n≠x+y,压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等.
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