Question

工业废水中常含有一定量的Cr₂O

2- 7

和CrO

2- 4

，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：CrO

2- 4

H+

①转化

Cr₂O

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Fe2+

②还原

Cr³⁺

OH-

③沉淀

Cr（OH）₃↓
其中第①步存在平衡：2CrO

2- 4

（黄色）+2H⁺?Cr₂O

2- 7

（橙色）+H₂O
（1）若平衡体系的pH=2，该溶液显

橙

色．
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是

c

．
a．Cr₂O

2- 7

和CrO

2- 4

的浓度相同
b．2v（Cr₂O

2- 7

）=v（CrO

2- 4

）
c．溶液的颜色不变
（3）第②步中，还原1molCr₂O

2- 7

离子，需要

6

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

5

．
方法2：电解法
该法用Fe做电极电解含Cr₂O

2- 7

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作电极的原因为

阳极反应为Fe-2e^-=Fe²⁺，提供还原剂Fe²⁺；

．
（6）在阴极附近溶液PH升高的原因是（用电极方程式解释）

2H⁺+2e^-═H₂↑

．

Answer 1

分析：（1）根据外界条件对平衡的影响来确定平衡移动方向，从而确定离子浓度大小和溶液颜色变化；
（2）根据判断平衡状态的方法：V_正=V_逆，或各组分的浓度保持不变则说明已达平衡；
（3）根据氧化还原反应中得失电子守恒来计算；
（4）根据溶度积常数以及水的离子积常数来进行计算；
（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，．

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，故答案为：橙；
（2）平衡时各物质的浓度不再改变，即溶液的颜色不再改变，故选：C；
（3）根据电子得失守恒：n（Cr₂O₇^2-）×6=n（FeSO₄?7H₂O）×1，n（FeSO₄?7H₂O）=

1mol×6

1

=6mol，故答案为：6；
（4）当c（Cr³⁺）=10^-5mol/L时，溶液的c（OH^-）=

3	10-32 10-5

=10^-9 mol/L，c（H⁺）═

10-14

10-9

=10^-5mol/L，pH=5，即要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH应调至5，故答案为：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⁺，
故答案为：阳极反应为Fe-2e^-=Fe²⁺，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H₂：2H⁺+2e^-═H₂↑；
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑．

点评：本题主要考查了铬及其化合物的性质、氧化还原反应、沉淀溶解平衡和电化学知识等内容，难度中等，抓住题目信息是解题的关键．