Question

金属表面处理、皮革鞣制、印染等都可能造成铬污染．六价铬比三价铬毒性高，更易被人体吸收且在体内蓄积．
（1）工业上处理酸性含Cr₂O₇^2-废水的方法如下：
①向含Cr₂O₇^2-的酸性废水中加入FeSO₄溶液，使Cr₂O₇^2-全部转化为Cr³⁺．写出该反应的离子方程式：

 

．
②调节溶液的pH，使Cr³⁺完全沉淀．实验室粗略测定溶液pH的方法为

 

；25℃，若调节溶液的pH=8，则溶液中残余Cr³⁺的物质的量浓度为

 

mol/L．（已知25℃时，Ksp[Cr（OH）₃]=6.3×10^-31）
（2）铬元素总浓度的测定：准确移取25.00mL含Cr₂O₇^2-和Cr³⁺的酸性废水，向其中加入足量的（NH₄）₂S₂O₈溶液将Cr³⁺氧化成Cr₂O₇^2-，煮沸除去过量的（NH₄）₂S₂O₈；向上述溶液中加入过量的KI溶液，充分反应后，以淀粉为指示剂，向其中滴加0.015mol/L的Na₂S₂O₃标准溶液，终点时消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL．
计算废水中铬元素总浓度

 

（单位：mg?L^-1，写出计算过程）．
已知测定过程中发生的反应如下：
①2Cr³⁺+3S₂O₈^2-+7H₂O═Cr₂O₇^2-+6SO₄^2-+14H⁺
②Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O
③I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）①Cr₂O₇^2-的酸性工业废水中加入硫酸亚铁反应生成铁离子，三价铬离子和水，依据原子守恒和电荷守恒配平书写离子方程式；
②实验室粗略测定溶液pH的方法为将pH试纸置于洁净的表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点在pH试纸上，并与标准比色卡对照；依据溶度积常数结合溶液的pH=8计算残余Cr³⁺的物质的量浓度；
（2）根据铬原子守恒，计算总Cr₂O₇^2-的物质的量，再根据废水中铬元素总浓度=

m(Cr)

V

进行计算，结合关系式Cr₂O₇^2-～6I^-～6S₂O₃^2-计算．

解答： 解：（1）①工业上为了处理含有Cr₂O₇^2-的酸性工业废水，用FeSO₄溶液把废水中的六价铬离子还原成三价铬离子，Cr₂O₇^2-的酸性工业废水中加入硫酸亚铁反应生成铁离子，三价铬离子和水，反应的离子方程式为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
②常温下，溶液的pH=8即氢氧根浓度为10^-6mol/L，Cr（OH）₃的溶度积Ksp=6.3×10^-31=c（Cr³⁺）c³（OH^-），则溶液中残余Cr³⁺的物质的量浓度为=

6.3×10 -31

(1×10 -6) 3

=6.3×10^-13mol/L，故答案为：将pH试纸置于洁净的表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点在pH试纸上，并与标准比色卡对照；6.3×10^-13；
（2）由①2Cr³⁺+3S₂O₈^2-+7H₂O═Cr₂O₇^2-+6SO₄^2-+14H⁺
②Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O
③I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-．
则Cr₂O₇^2-～6I^-～6S₂O₃^2-
   1                             6

0.015×20×10 -3

6

=0.05×10^-3     0.015×20×10^-3
则根据铬原子守恒，25.00mL含Cr₂O₇^2-和Cr³⁺的酸性废水铬元素总浓度=

0.05×10 -3×2×52×10 3mg

25×10 -3L

=208mg?L^-1，故答案为：208；

点评：本题考查氧化还原反应方程式的书写，配平、Cr元素化合物性质、氧化还原反应滴定计算等，难度中等，（2）注意利用关系式进行的计算．