Question

云南省曲靖的铬渣污染经媒体报道后，铬污染再次引起人们的关注．利用化学原理可以对工厂排放的含铬废水、铬渣等进行有效处理．
I．含铬废水的处理：某企业排放的含铬废水中含有较多毒性较大的Cr₂O^2-₇，某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）加酸调节到pH=6，则用pH试纸测定溶液pH的操作是：

 

．
（2）在含Cr₂O^2-₇废水中存在着平衡：Cr2

O

2- 7

+H20?2Cr

O

2- 4

+H+，请写出该平衡的平衡常数表达式k=

 

，若继续加水稀释，平衡将

 

移动（填“正向”、“逆向”“不”）．
（3）请写出通入SO₂时发生的离子反应方程式：

 

．
（4）写出加入铝粒在高温下发生反应制取铬的化学方程式

 

．
Ⅱ．还有一种净化处理方法是将含+6价Cr的废水放人电解槽内，用铁作阳极，加入适量的NaCl进行电解：阳极区生成的Fe²⁺和Cr₂O^2-₇发生反应，生成的Fe³⁺和Cr³⁺在阴极区与OH^-结合生成Fe（OH）₃和Cr（OH）₃沉淀除去[已知K_SPFe（OH）₃=4.0×10^-38，K_SPCr（OH）₃=6.0×10^-31]．
①电解过程中NaCI的作用是

 

．
②已知电解后的溶液中c（Fe³⁺）为2.0×10^-13mol?L^-1，则溶液中c（Cr³⁺）为

 

mol?L^-1．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,化学平衡常数的含义,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：实验设计题

分析：Ⅰ（1）在测定PH值时，不能湿润、稀释，需要用干燥结晶的玻璃棒；
（2）根据化学平衡常数的定义可解；加入水稀释，平衡向电离方向移动；
（3）二氧化硫与Cr₂O₇^2-离子发生氧化还原反应生成SO₄^2-离子和Cr³⁺离子；
（4）根据铝热反应的概念进行解答；
Ⅱ①NaCl为电解质，加入适量的NaCl可增强溶液的导电能力；
②先根据KspFe（OH）₃和c（Fe³⁺）求出c（OH^-），然后再根据c（OH^-）和KspCr（OH）₃求出c（Cr³⁺）．

解答： 解：Ⅰ（1）在测定PH值时，不能湿润、稀释，正确的是将一小块PH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，滴在PH试纸上，静置几秒，再与比色卡对比；
故答案为：将一小块PH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，滴在PH试纸上，静置几秒，再与比色卡对比；
（2）根据化学平衡常数的定义，可知Cr₂O₇^2-（aq）+H₂O（l）?2CrO₄^2-（aq）+2H⁺（aq）的平衡常数K=

c2(C rO 2- 4 )c(H+)

c( Cr2O 2- 7 )

；
加入水稀释，平衡向电离方向移动，左边的离子稀释为1，右边的离子系数为3，加水平衡正向移动；
故答案为：

c2(C rO 2- 4 )c(H+)

c( Cr2O 2- 7 )

；正；
（3）重铬酸根具有强氧化性，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；
（4）根据铝热反应的概念，铝与氧化铬在高温下生成铬和氧化铝，反应方程式为2Al+Cr₂O₃

高温  .

Al₂O₃+2Cr；
故答案为：2Al+Cr₂O₃

高温  .

Al₂O₃+2Cr；
Ⅱ①因NaCl为电解质，加入适量的NaCl可增强溶液的导电能力，故答案为：增强溶液的导电性；
②溶液中c（OH^-）=

3	KspFe(OH)3 c(Fe3+)

=

3	4.0×10-38 2.0×10-13

mol/L=

3	2.0×10-25

mol/L，则溶液中c（Cr³⁺）=

KspCr(OH)3

C3(OH-)

=

6.0×10-31

2.0×10-25

=3.0×10ˉ⁶mol/L，
故答案为：3.0×10ˉ⁶．

点评：本题考查了PH值测定、化学平衡常数的计算以及Ksp的有关计算等内容，题目难度中等，注意对图象的分析和数据的处理．