Question

2．含Cr₂O₇^2-的废水毒性较大，某工厂废水中含5.0×10^-3 mol•L^-1的Cr₂O₇^2-．为了使废水的排放达标，进行如下处理：Cr₂O₇^2-$→_{（I）}^{绿矾、H+}$Cr³⁺、Fe³⁺$→_{（Ⅱ）}^{石灰水}$Cr（OH）₃、Fe（OH）₃
①绿矾化学式为FeSO₄•7H₂O，反应（I）的离子方程式为Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
②若处理后的废水中c（Cr³⁺）=3.0×10^-6 mol•L^-1，则废水中c（Fe³⁺）=2.0×10^-13mol•L^-1．（K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38，K_sp[Cr（OH）₃]=6.0×10^-31）

Answer 1

分析 由流程可知，Cr₂O₇^2-与亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子、铬离子，然后与石灰水反应转化为沉淀，从而达到废水处理的要求．
①结合电子、电荷守恒分析；
②结合c（Cr³⁺）及K_sp[Cr（OH）₃]=c（Cr³⁺）c³（OH^-）计算c³（OH^-），再利用K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）c³（OH^-）计算的c（Fe³⁺）．

解答 解：由流程可知，Cr₂O₇^2-与亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子、铬离子，然后与石灰水反应转化为沉淀，从而达到废水处理的要求．
①绿矾化学式为FeSO₄•7H₂O，反应（I）发生氧化还原反应，由电子和电荷守恒可知离子方程式为Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
②若处理后的废水中c（Cr³⁺）=3.0×10^-6 mol•L^-1，K_sp[Cr（OH）₃]=6.0×10^-31，
则c³（OH^-）=$\frac{6.0×1{0}^{-31}}{3.0×1{0}^{-6}}$=2.0×10^-25，
由K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38可知，c（Fe³⁺）=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{2.0×1{0}^{-25}}$=2.0×10^-13mol/L，
故答案为：2.0×10^-13．

点评 本题考查混合物分离提纯及溶度积计算，为高频考点，把握流程中的反应及Ksp的计算为解答的关键，侧重分析与计算、实验能力的考查，题目难度不大．