题目内容
【题目】某些电镀厂的酸性废水中常含有一定量的CrO42-和Cr2O72-，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，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：
（1）其中第①步存在平衡：2CrO42-(黄色)+2H+
Cr2O72-(橙色)+H2O,若平衡体系的pH=12，该溶液显_____色。能说明第①步反应达平衡状态的是______。
a．Cr2O72-和CrO42-的浓度相同 b．溶液的pH值不变
c．溶液的颜色不变 d．2v（Cr2O72-）=v（CrO42-）
（2）写出第②步的离子反应方程式：__________。
（3）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10-5mol/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。
（4）写出阳极的电极反应式___________________。
（5）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】 黄 bc Cr2O7 —+ 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ +6Fe3++ 7H2O 5 Fe-2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2↑ Fe(OH)3
【解析】试题分析：
（1）由2CrO42-(黄色)+2H+
Cr2O72-(橙色)+H2O可知，在酸性条件下，该溶液是橙色的，在碱性条件下，该溶液是黄色的。若平衡体系的pH=12，该溶液显黄色。a．Cr2O72-和CrO42-的浓度相同，不一定是平衡状态；b．溶液的pH值不变，说明各组分的浓度均保持不变，达到平衡状态；c．溶液的颜色不变，说明各组分的浓度保持不变，达到平衡状态；d．2v（Cr2O72-）=v（CrO42-）不能说明正反应速率等于逆反应速率，不一定是平衡状态。能说明第①步反应达平衡状态的是bc。
（2）第②步的离子反应方程式为Cr2O7 —+ 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ +6Fe3+ + 7H2O。
（3）要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，由Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=10-32可以求出c3(OH-)=
，所以c(OH-)=10-9mol/L，则c(H+)=10-5mol/L，溶液的pH应调至5。
（4）由题意知，铁做阳极，铁失去电子被氧化为亚铁离子，电极反应式Fe-2e-=Fe2+ 。
（5）在阴极附近溶液pH升高的原因是溶液中的氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑。Cr2O7 —+ 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ +6Fe3+ + 7H2O，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3沉淀，同时溶液中铁离子会转化为Fe(OH)3沉淀。
