Question

19．某企业排放的含铬废水中含有较多毒性较大的Cr₂O₇^2-，该研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到金属铬，设计了如下的工艺流程：
（1）第②步反应的离子方程式是Cr₂O₇^2-+2H⁺+3SO₂═2Cr³⁺+3SO₄^2-+H₂O．
（2）第③步反应除生成Cr（OH）₃沉淀外，还会产生某种气体，该气体的化学式是CO₂．
（3）第④步灼烧所需的仪器除三脚架、坩埚钳、坩埚、玻璃棒外，还需要酒精灯、泥三角．
（4）若该含铬废水中含6.00×10^-3mol•L^-1 Cr₂O₇^2-，欲使500mL该废水中的 Cr₂O₇^2-完全转化为金属铬，理论上需要加入0.162g铝粒．

Answer 1

分析 Cr₂O₇^2-有较强氧化性，二氧化硫具有还原性，在酸性介质中发生氧化还原反应，二氧化硫将Cr₂O₇^2-还原成Cr³⁺，由实验流程可知，加Na₂CO₃时，产生Cr（OH）₃沉淀，Cr（OH）₃灼烧得到Cr₂O₃，用铝在高温条件下还原Cr₂O₃得Cr，结合元素守恒和电子守恒进行答题．

解答 解：Cr₂O₇^2-有较强氧化性，二氧化硫具有还原性，在酸性介质中发生氧化还原反应，二氧化硫将Cr₂O₇^2-还原成Cr³⁺，由实验流程可知，加Na₂CO₃时，产生Cr（OH）₃沉淀，Cr（OH）₃灼烧得到Cr₂O₃，用铝在高温条件下还原Cr₂O₃得Cr，
（1）Cr₂O₇^2-具有强氧化性，能将二氧化硫中+4价的硫氧化为+6价，离子反应为：Cr₂O₇^2-+2H⁺+3SO₂═2Cr³⁺+3SO₄^2-+H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+2H⁺+3SO₂═2Cr³⁺+3SO₄^2-+H₂O；
（2）第③步反应为Cr³⁺与碳酸根离子双水解得Cr（OH）₃沉淀外，还会产生某种气体，根据元素守恒要知该气体为CO₂，
故答案为：CO₂；
（3）灼烧固体物质所需的仪器除三脚架、坩埚钳、坩埚、玻璃棒外，还需要酒精灯、泥三角，
故答案为：酒精灯、泥三角；
（4）含铬废水中含6.00×10^-3mol•L^-1 Cr₂O₇^2-，所以500mL该废水中的 Cr₂O₇^2-的物质的量为3.00×10^-3mol，得到Cr₂O₃的物质的量为3.00×10^-3mol，铝在高温条件下还原Cr₂O₃得Cr，有关系式Cr₂O₃～2Al，所以理论上需要加入铝的质量为6.00×10^-3×27g=0.162g，
故答案为：0.162．

点评 本题以工业废水处理为载体，考查氧化还原反应、离子反应、关系式计算等，难度中等，关键根据实验流程利用氧化还原反应判断发生的离子反应，是对学生综合能力的考查．