Question

13．某工业废水中含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，现取样该工业废水，检测其中铬的含量．
步骤I：取25.00mL废水，加入适量稀硫酸酸化．
步骤Ⅱ：加入过量的碘化钾溶液，Cr₂O₇^2-+6I^-+14H ⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O然后滴入几滴指示剂．
步骤Ⅲ：用0.1000mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定（I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+Na₂S₄O₆）滴定结果如下：

	Na2S2O3起始读数	Na2S2O3 终点读数
第一次	0.10mL	18.30mL
第二次	0.30mL	18.30mL

步骤Ⅳ：将上述反应后溶液进行调节PH，过滤等处理：沉淀回收，滤液倒入下水道．
回答下列问题
（1）含Cr₂O₇^2-的溶液呈橙色，含CrO₄^2-的溶液呈黄色；
（2）Cr₂O₇^2-水解的离子方程式Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺  步骤I加入稀硫酸酸化的目的是使CrO₄^2-尽可能的转化成Cr₂O₇^2--，为步骤Ⅱ提供酸性环境
（3）在滴定时0.1000mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液应盛放在碱式滴定管（填仪器名称），步骤Ⅱ中所加指示剂是淀粉溶液．
（4）步骤Ⅲ判断滴定达到终点的现象是溶液由蓝色变为无色，且在半分钟内不变色．
（5）以下操作会造成废水中Cr₂O₇^2-含量偏高的是CD．
A．滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度，其它操作均正确
B．盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用待测液润洗
C．滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
D．未用标准液润洗碱式滴定管
（5）步骤Ⅳ在生产生活中的意义是防止重金属污染（任答一条）．

Answer 1

分析 根据实验目的，含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-工业废水，
步骤I：取25.00mL废水，加入适量稀硫酸酸化，由于使CrO₄^2-在酸性条件下转化成Cr₂O₇^2-，所以加稀硫酸酸化是将使CrO₄^2-尽可能的转化成Cr₂O₇^2-；
步骤Ⅱ：由于Cr₂O₇^2-具有氧化性，加入过量的碘化钾溶液，把Cr₂O₇^2-还原成三价铬，而碘离子被氧化成碘单质；
步骤Ⅲ：用0.1000mol•L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定生成的碘单质，通过消耗的Na₂S₂O₃溶液量来计算碘单质的量，再根据碘单质的量回头计算Cr₂O₇^2-的量，从而达到实验目的．
（1）含Cr₂O₇^2-的溶液呈橙色，含CrO₄^2-的溶液呈黄色；
（2）根据以上分析，CrO₄^2-在酸性条件下转化成Cr₂O₇^2-，据此书写Cr₂O₇^2-水解的离子方程式，判断加入稀硫酸酸化的目的；
（3）根据Na₂S₂O₃溶液显碱性判断；根据滴定碘单质应选用淀粉作指示剂；
（4）根据滴定达到终点时碘单质刚好被消耗分析；
（5）根据c（待测）=$\frac{c（标准）×V（标准）}{V（待测）}$，分析不当操作对V（标准）的影响，以此判断浓度的误差；
（6）根据Ⅳ将溶液中的三价铬以沉淀的形式除去，符合绿色化学的思想分析．

解答 解：（1）含Cr₂O₇^2-的溶液呈橙色，含CrO₄^2-的溶液呈黄色，故答案为：橙；黄；
（2）根据以上分析，CrO₄^2-在酸性条件下转化成Cr₂O₇^2-，所以Cr₂O₇^2-水解的离子方程式为Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺，则根据平衡移动原理，加入稀硫酸酸化的目的使CrO₄^2-尽可能的转化成Cr₂O₇^2--，为步骤Ⅱ提供酸性环境，故答案为：Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺；使CrO₄^2-尽可能的转化成Cr₂O₇^2--，为步骤Ⅱ提供酸性环境；
（3）因为Na₂S₂O₃溶液显碱性，所以Na₂S₂O₃溶液应盛放在碱式滴定管；滴定碘单质应选用淀粉溶液作指示剂；故答案为：碱式滴定管；淀粉溶液；
（4）滴定达到终点时碘单质刚好被消耗，所以溶液的颜色由蓝色变为无色，且在半分钟内不变色，故答案为：溶液由蓝色变为无色，且在半分钟内不变色；
（5）根据Cr₂O₇^2-+6I^-+14H ⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O和I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+Na₂S₄O₆，则c（待测）偏高，Cr₂O₇^2-含量就偏高；
A．滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度，造成V（标准）偏小，根据c（待测）=$\frac{c（标准）×V（标准）}{V（待测）}$分析，测定c（待测）偏低，故A错误；
B．盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用待测液润洗，对V（标准）无影响，根据c（待测）=$\frac{c（标准）×V（标准）}{V（待测）}$分析，测定c（待测）无影响，故B错误；
C．滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液，造成V（标准）偏大，根据c（待测）=$\frac{c（标准）×V（标准）}{V（待测）}$分析，测定c（待测）偏高，故C正确；
D．未用标准液润洗碱式滴定管，标准液的浓度偏小，造成V（标准）偏大，根据c（待测）=$\frac{c（标准）×V（标准）}{V（待测）}$分析，测定c（待测）偏高，故D正确；
故答案为：CD；
（6）Ⅳ的目的将溶液中的三价铬以沉淀的形式除去，因为铬离子使重金属离子，会污染河水，所以在排入河流之前一定要除去三价铬离子，故答案为：防止重金属污染．

点评 本题考查了工业废水中铬的质量分数的测定，涉及到滴定实验、误差分析等，难度适中，理解滴定的原理是解题关键．