Question

11．已知Cr（OH）₃在碱性较强的溶液中将生成[Cr（OH）₄]^-，铬的化合物有毒，由于+6价铬的强氧化性，其毒性是+3价铬毒性的100倍．因此，必须对含铬的废水进行处理，可采用以下两种方法．
还原法在酸性介质中用FeSO₄等将+6价铬还原成+3价铬．  具体流程如下：

有关离子完全沉淀的pH如下表：

有关离子	Fe2+	Fe3+	Cr3+
完全沉淀为对应氢氧化物的pH	9.0	3.2	5.6

（1）写出Cr₂O₇^2-与FeSO₄溶液在酸性条件下反应的离子方程式Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2 Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
（2）在含铬废水中加入FeSO₄，再调节pH，使Fe³⁺和Cr³⁺产生氢氧化物沉淀．
则在操作②中可用于调节溶液pH的试剂最好为：BD（填序号）；
A．Na₂O₂B．Ca（OH）₂C．Ba（OH）₂D．NaOH
此时调节溶液的pH范围在C（填序号）最佳．
A．12～14B．10～11C．6～8D．3～4
（3）将等体积的4.0×10^-3mol•L^-1的AgNO₃和4.0×10^-3mol•L^-1的K₂CrO₄溶液混合能析出Ag₂CrO₄沉淀（K_sp（Ag₂CrO₄）=9.0×10^-12），请写出表示Ag₂CrO₄溶解平衡的方程式，并简要写出能生成Ag₂CrO₄沉淀原因的计算过程．

Answer 1

分析 （1）二价铁离子有还原性，Cr₂O₇^2-有强氧化性，二者能发生氧化还原反应；
（2）根据各种碱的性质分析判断，过氧化钠有强氧化性，钡离子和硫酸根离子能生成沉淀；根据完全沉淀对应氢氧化物的PH值判断，溶液的pH值应大于该数值；
（3）Ag₂CrO₄溶解后生成Ag⁺和CrO₄^2-，在一定温度下，Ksp是一个常数．通过比较Ksp与溶液中有关离子浓度幂的乘积--离子积Qc的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或者溶解，则当Qc＞Ksp时时有沉淀析出．

解答 解：（1）二价铁离子有还原性，Cr₂O₇^2-有强氧化性，二者能发生氧化还原反应，二价铁离子被氧化成三价铁离子，Cr₂O₇^2-被还原为Cr³⁺，反应方程式为Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2 Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2 Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（2）A．Na₂O₂ 有强氧化性，能把Cr³⁺氧化^_成Cr⁶⁺，从而得不到Cr（OH）₃，故错误；
B．Ca（OH）₂ 和 D．NaOH使Fe³⁺和Cr³⁺产生氢氧化物沉淀，且没有其它沉淀杂质生成，故正确；
 C．Ba（OH）₂ 和硫酸根离子能产生硫酸钡沉淀，生成杂质，故错误，
 在含铬废水中加入FeSO₄，再调节pH，使Fe³⁺和Cr³⁺产生氢氧化物沉淀，且没有氢氧化亚铁沉淀，所以溶液的pH应大于5.6小于9，所以C正确，
故答案为：BD；C；
（3）Ag₂CrO₄溶解后生成Ag⁺和CrO₄^2-，Ag₂CrO₄溶解平衡的方程式为Ag₂CrO₄（s）?2Ag⁺（aq）+CrO₄^2-（aq），等体积混合后，c（Ag⁺）=2×10^-3mol/L，c（CrO₄^2-）=2×10^-3mol/L，Qc=c²（Ag⁺）×c（CrO₄^2-）=（2×10^-3）²×2×10^-3=8×10^-9＞Ksp（Ag₂CrO₄）=9.0*10^-12，故有沉淀析出，
答：Ag₂CrO₄（s）?2Ag⁺（aq）+CrO₄^2-（aq）；析出Ag₂CrO₄沉淀．

点评 本题考查了离子方程式和沉淀溶解平衡的反应式及相关的计算，难度不大，根据溶度积常数进行计算是本题难点，答题时注意沉淀平衡的应用．