Question

5．还原沉淀法是处理含铬（含Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-）工业废水的常用方法，过程如下：CrO${\;}_{4}^{2-}$$→_{转换}^{H+}$Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$$→_{还原}^{Fe_{2}+}$Cr³⁺$→_{沉淀}^{OH-}$Cr（OH）₃↓已知转化过程中的反应为2CrO${\;}_{4}^{2-}$（aq）+2H⁺（aq）?Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$（aq）+H₂O（1）[MCr=52，M（FeS0₄•7H₂O）=278]转化后所得溶液中铬元素的含量为28.6g/L，CrO₄^2-有10/11转化为Cr₂O₇^2-，下列说法不正确的是（　　）

• A． 溶液颜色保持不变，说明上述可逆反应达到平衡状态
• B． 若用绿矾（FeS0₄•7H₂O）作还原剂，处理1 L废水，至少需要458.7g
• C． 常温下转化反应的平衡常数K=1×10¹⁴，则转化后所得溶液的pH=6
• D． 2V_正（CrO₄^2-）=V_逆（Cr₂O₇^2-）时，反应处于平衡态

Answer 1

分析 A．存在平衡：2Cr O₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₄^2-（橙色）+H₂O，如颜色不变，则达到平衡状态；
B．若1L酸化后所得溶液中含铬元素的质量为28.6g，根据守恒列关系式：2Cr～2CrO₄^2-～Cr₂O₇^2-～2Cr³⁺～6e^-～6FeSO₄•7H₂O计算；
C．酸化时发生的反应为：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，若1L酸化后所得溶液中含铬元素的质量为28.6g，CrO₄^2-有$\frac{10}{11}$转化为Cr₂O₇^2-，说明铬元素有$\frac{10}{11}$转化为Cr₂O₇^2-，计算平衡浓度，结合平衡常数计算；
D．不同物质的正逆反应速率之比等于化学计量数之比，则反应达到平衡．

解答 解：A．平衡时各物质的浓度不再改变，即溶液的颜色不再改变，故A正确；
B．若用绿矾（FeSO₄•7H₂O）（M=278）作还原剂，处理1L废水，设需要xmolFeSO₄•7H₂O，由氧化还原反应中氧化剂和还原剂得失电子数目相等可知0.55×（6-3）=x×（3-2），x=1.65，m（FeSO₄•7H₂O）=1.65mol×278g/mol=458.7g，故B正确；
C.1L废水中n（Cr）=$\frac{28.6g}{52g/mol}$=0.55mol，CrO₄^2-有$\frac{10}{11}$转化为Cr₂O₇^2-，则酸化后c（CrO₄^2-）=0.55mol/L×（1-$\frac{10}{11}$）=0.05mol/L，c（Cr₂O₇^2-）=0.55mol/L×$\frac{10}{11}$×$\frac{1}{2}$=0.25mol/L，常温下转化反应的平衡常数K=1×10¹⁴，则$\frac{c（C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-}）}{{c}^{2}（Cr{{O}_{4}}^{2-}）{c}^{2}（{H}^{+}）}$=1×10¹⁴，c（H⁺）=1×10^-6mol/L，所以pH=6，故C正确；
D．不同物质的正逆反应速率之比等于化学计量数之比，则反应达到平衡，则V_正（CrO₄^2-）=2V_逆（Cr₂O₇^2-）时，反应处于平衡态，故D错误；
故选D．

点评 本题考查难溶电解质的溶解平衡，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握相关计算公式的运用，难度中等．