Question

工业上用含有Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的废水回收铬．其工艺流程如图：
已知：①2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O；
②常温下，K_sp[Fe（OH）₃]=1.0×10^-38，K_sp[Cr（OH）₃]=1.0×10^-32；
③当离子浓度小于1.0×10^-5 mol?L^-1时，认为沉淀完全．
（1）酸化后的溶液A显

 

色．
（2）下列选项中，能说明反应2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O达到平衡状态的是

 

（填选项字母）；
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不变
（3）为防止FeSO₄溶液变质，在保存时需加入的试剂为

 

（填试剂名称）．
（4）过滤操作中需要用到的玻璃仪器有

 

．
（5）FeSO₄溶液与溶液A发生反应的离子方程式为

 

．
（6）沉淀C的化学式为

 

，pH₂的范围为

 

．

Answer 1

考点：金属的回收与环境、资源保护

专题：

分析：含有Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的废水经酸化后主要转化为Cr₂O₇^2-，Cr₂O₇^2-具有强氧化性，加入还原性的亚铁离子，将其还原为Cr³⁺，然后依据溶度积常数分别调节溶液的pH值，让铁离子和铬离子沉淀出来，据此分析以下个小题即可，
（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）防止亚铁离子氧化，还要抑制亚铁离子水解，据此解答即可；
（4）过滤是分离固体与液体的一种方法，依据过滤需要仪器回答即可；
（5）亚铁离子具有还原性，铬酸根具有强氧化性，据此书写离子反应方程式即可；
（6）当离子浓度小于1.0×10^-5 mol?L^-1时，认为沉淀完全，据此解答即可．

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和pH不变，故选：c d；
（3）防止亚铁离子氧化，并抑制水解，则配制FeSO₄溶液时，需加入少量铁粉和稀硫酸，故答案为：铁粉、硫酸；
（4）过滤是把不溶于液体的固体与液体分离的一种方法，所需仪器有玻璃棒、烧杯、铁架台、漏斗，其中属于玻璃仪器的是玻璃棒、烧杯、漏斗，故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒；
（5）依据分析可知：溶液A含有Cr₂O₇^2-，具有强氧化性，能氧化亚铁离子为铁离子，离子反应方程式为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，故答案为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；  
（6）依据分析可知，沉淀C为氢氧化铁，当离子浓度小于1.0×10^-5 mol?L^-1时，认为沉淀完全，故铬离子完全沉淀时有：1×10^-5×c（OH）³=1.0×10^-32，解：c（OH）=

3	1.0×10-32 1×10-5

=10^-9，即pH＞5完全沉淀，故答案为：Fe（OH）₃；＞5．

点评：本题主要考查的是金属的回收与资源利用，涉及氧化还原反应、化学反应平衡移动原理、离子反应方程式书写，常见实验操作以及仪器选择等，难度较大．