工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-.它们会对人类及生态系统产生很大损害.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:CrO42-Cr2O72-Cr3+Cr(OH)3↓其中第①步存在平衡:2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O(1)若平衡体系的pH=2.该溶液显色．(2)能说明第①步反应达平� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

工业废水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它们会对人类及生态系统产生很大损害，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：CrO₄^2-

Cr₂O₇^2-

Cr³⁺

Cr（OH）₃↓其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
（1）若平衡体系的pH=2，该溶液显______色．
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是______．
a．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的浓度相同 b.2v（Cr₂O₇^2-）=v（CrO₄^2-） c．溶液的颜色不变
（3）第②步中，还原1molCr₂O₇^2-离子，需要______mol的FeSO₄?7H₂O．
（4）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K_sp=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Cr₂O₇^2-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．
（5）用Fe做电极的原因为______．
（6）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】分析：（1）根据外界条件对平衡的影响来考虑平衡移动方向，从而确定离子浓度大小，进而确定颜色变化；
（2）判断平衡状态的方法：V_正=V_逆，或各组分的浓度保持不变，即能变的量保持不变则说明已达平衡；
（3）根据得失电子守恒来计算；
（4）根据溶度积常数进行计算；
（5）阳极是活性电极时，阳极本身失电子，生成阳离子；
（6）溶液PH升高的原因是溶液中氢离子浓度减少，即氢离子在阴极得电子，PH升高，氢氧根离子浓度增大，离子浓度幂的乘积大于溶度积，所以金属阳离子会生成氢氧化物沉淀．
解答：解：（1）c（H⁺）增大，平衡2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺

Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O右移，溶液呈橙色；
（2）平衡时各物质的浓度不再改变，即溶液的颜色不再改变；
（3）根据电子得失守恒可知，还原1molCr₂O₇^2-离子得到Cr³⁺，得电子：2×（6-3）═6mol，需要FeSO₄?7H₂O的物质的量为：6÷（3-2）═6；
（4）当c（Cr³⁺）=10^-5mol/L时，溶液的c（OH^-）=

mol/L，c（H⁺）═

，pH=5，即要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH应调至5；
（5）在电解法除铬中，铁作阳极，阳极反应为Fe-2e^-═Fe²⁺，以提供还原剂Fe²⁺；
（6）在阴极附近溶液pH升高的原因是水电离产生的H⁺放电生成H₂的同时，大量产生了OH^-，所以溶液中的Fe³⁺也将转化为Fe（OH）₃沉淀．
故答案为：（1）橙；（2）c；（3）6；（4）5；（5）阳极反应为Fe-2e^-═Fe²⁺，提供还原剂Fe²⁺；（6）2H⁺+2e^-═H₂↑；Fe（OH）₃．
点评：本题综合考查了化学平衡原理、氧化还原反应、沉淀溶解平衡和电化学知识等内容．分析时要根据题给信息，结合相关原理进行解答．

练习册系列答案

（1）其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O若平衡体系的pH=2，则溶液显

橙

色．
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是

．
a．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的浓度相同 b．2v（Cr₂O₇^2-）=v（CrO₄^2-）
c．溶液的颜色不变 d．溶液的pH值不变
（3）第②步中，还原0.01mol Cr₂O₇^2-离子，需要

0.06

mol的FeSO₄?7H₂O．
（4）许多过渡（金属）元素的氢氧化物在水中有两种电离方式，Cr（OH）₃在溶液中存在以下平衡：H⁺+CrO₂^-（亮绿色）+H₂O?Cr（OH）₃（s）?Cr³⁺（紫色）+3OH^-
下列有关说法中正确的是

a．加酸则平衡向右移动，则生成Cr³⁺盐，加碱则平衡向左移动，生成亚铬酸盐（CrO₂^-）
b．在一定条件下存在：Cr（OH）₃+OH^-→CrO₂^-+2H₂O；Cr（OH）₃+3H⁺→Cr³⁺+3H₂O
c．Cr³⁺盐中加入NaOH溶液，先产生沉淀，后沉淀消失，溶液变成无色
d．Cr（OH）₃（固）在水中的存在三个平衡．

（2013?上饶一模）某工业废水中仅含下表离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解），且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L

阳离子	K⁺ Cu²⁺ Fe³⁺ Al³⁺ Fe²⁺
阴离子	Cl^-CO₃^2- NO₃^- SO₄^2- SiO₃^2-

甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验
Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察）．
Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化．
Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．
请推断
（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是

K⁺、Fe³⁺

（写离子符号）．
（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是

3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O

．
（3）将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中，气体变无色，所发生的化学方程式

3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO

（4）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是

Fe²⁺、Cu²⁺

，阴离子是

Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-

．（写离子符号）
（5）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体质量为

1.6

g．
（6）工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理．以下是乙同学针对含不同污染物的废水提出的处理措施和方法，其中正确的是

选项	污染物	处理措施	方法类别
A	废酸	加生石灰中和	物理法
B	Cu²⁺等重金属离子	加硫酸盐沉降	化学法
C	含复杂有机物的废水	通过微生物代谢	物理法
D	碱性的废水	用CO₂来中和	化学法

（2012?湖南模拟）2011年8月12日，网传云南曲靖市越州镇约5000余吨的重毒化工废料铬渣非法丢放，毒水被直接排放到南盘江中．被污染的水中主要含有Cr³⁺，同时还含有少量的Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺和Al³⁺等，且酸性较强．
Ⅰ．污泥中Cr⁺回收与再利用工艺如下（硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）：

部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

阳离子	Fe³⁺	Fe²⁺	Mg²⁺	Al³⁺	Cu²⁺	Cr³⁺
开始沉淀时的pH	1.9	7.0	-	_	4.7	-
沉淀完全时的pH	3.2	9.0	11.1	8	6.7	9（＞9溶解）

（1）实验室用18.4mol?L^-1的浓硫酸配制250mL 4.8mol?L^-1的硫酸溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和吸量管（一种能精确量取一定体积液体的仪器）外，还需

250mL容量瓶、胶头滴管．

（2）加入H₂O₂的作用是

将滤液Ⅰ中的Cr³⁺转化为Cr₂O₇^2-，以便于与杂质离子分离

．调节溶液的pH=8是为了除去

Fe³⁺、Al³⁺

离子．
（3）还原过程发生以下反应，请配平：

Na₂Cr₂O₇+

SO₂+

H₂O

═

Cr（OH）（H₂O）₅ SO₄+

Na₂SO₄

Na₂SO₄
Ⅱ．工业废水中常含有一定量的Cr2

和Cr

，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理．其中一种处理方法为电解法，该法用Fe做电极，电解含Cr2

的酸性废水，随着电解进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）₃沉淀．
阳极的电极反应式为

Fe-2e^-═Fe²⁺

．
电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？

不能

（填“能”或“不能”），理由是

因阳极产生的Cu²⁺不能使Cr₂O₇^2-还原到低价态

．

工业废水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理．该法的工艺流程为：
CrO₄^2-

Cr₂O₇^2-

Cr³⁺

Cr（OH）₃↓
其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
（1）若平衡时溶液呈强酸性，则溶液显

橙

色
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是

．
A．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的浓度相同 B．溶液的颜色不变
C．CrO₄^2-的消耗速率是Cr₂O₇^2-生成速率的2倍 D．溶液的pH值不变
（3）第②步中，还原0.01mol Cr₂O₇^2-离子，需要

0.06

mol的FeSO₄?7H₂O．
（4）Cr（OH）₃在水溶液中有两种电离方式，并存在以下平衡：
H⁺+CrO₂^-（亮绿色）+H₂O?Cr（OH）₃（s）?Cr³⁺（紫色）+3OH^-
下列有关说法中正确的是

a、加酸平衡向右移动，生成Cr³⁺；加碱平衡向左移动，生成CrO₂^-
b、在一定条件下存在反应：Cr（OH）₃+OH^-→CrO₂^-+2H₂O；Cr（OH）₃+3H⁺→Cr³⁺+3H₂O
c、Cr³⁺盐溶液中加入NaOH溶液，先产生沉淀，后沉淀消失，溶液变成无色
d、Cr（OH）₃（固）在水中存在三个平衡．

（15分）某工业废水中仅含下表离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解），且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L。

阳离子	K⁺ Cu²⁺ Fe³⁺ Al³⁺ Fe²⁺
阴离子	Cl^-CO₃^2- NO₃^- SO₄^2- SiO₃^2-

甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：

Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察）。

Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化。

Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。

Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成。

请推断：

（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是（写离子符号）。

（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的的离子方程式是_________________________。

（3）将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中，气体变无色，所发生的化学方程式为

_______________________________________________________________

（4）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是，阴离子是。（写离子符号）

（5）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体质量为 g。

（6）工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下是乙同学针对含不同污染物的废水提出的处理措施和方法，其中正确的是

选项	污染物	处理措施	方法类别
A	废酸	加生石灰中和	物理法
B	Cu²⁺等重金属离子	加硫酸盐沉降	化学法
C	含复杂有机物的废水	通过微生物代谢	物理法
D	碱性的废水	用CO₂来中和	化学法

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