题目内容

（9分）工业废水中常含有一定量的Cr2O72—和CrO42—，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，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

其中第①步存在平衡：2CrO42—（黄色）+2H+Cr2O72—（橙色）+H2O

（1）该反应体系的平衡常数表达式为：                            

（2）若平衡体系的pH=2，则溶液显            色.

（3）能说明第①步反应达平衡状态的是             。

a．溶液的颜色不变                  b．2v (Cr2O72—) =v (CrO42—)

c． Cr2O72—和CrO42—的浓度相同

（4）完成第②步反应的离子方程式：

__Cr2O72—+ __Fe2+ +_____=__ Cr3+ +  __Fe3+ +__ H2O

（5）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Ksp＝c(Cr3+)· c3(OH—)＝10-32，要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，溶液的pH应调至          。

方法2：电解法

该法用Fe做电极电解含Cr2O72—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。

(6)写出电解过程中的电极反应式:

阳极:                      。阴极:                        。

 (7)溶液中同时生成的沉淀还有                     。

 

【答案】

(共11分)（1）略(2分)  （2）橙(1分)  （3）a(1分)  

(4)Cr2O72—+ 6Fe2+ +14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ +7 H2O(2分)           （5）5(2分)  

（6）Fe－2e－＝Fe2+(1分)， 2H++2e－＝H2↑(1分)     （7）  Fe(OH)3 (1分)

【解析】

 

练习册系列答案
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（2012?奉贤区二模）工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理．该法的工艺流程如图．

（1）其中第①步存在平衡：2CrO42-（黄色）+2H+?Cr2O72-（橙色）+H2O若平衡体系的pH=2，则溶液显
橙
橙
色．
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是
cd
cd
．
a．Cr2O72-和CrO42-的浓度相同      b．2v（Cr2O72-）=v（CrO42-）
c．溶液的颜色不变                d．溶液的pH值不变
（3）第②步中，还原0.01mol Cr2O72-离子，需要
0.06
0.06
mol的FeSO4?7H2O．
（4）许多过渡（金属）元素的氢氧化物在水中有两种电离方式，Cr（OH）3在溶液中存在以下平衡：H++CrO2-（亮绿色）+H2O?Cr（OH）3（s）?Cr3+（紫色）+3OH-
下列有关说法中正确的是
ab
ab

a．加酸则平衡向右移动，则生成Cr3+盐，加碱则平衡向左移动，生成亚铬酸盐（CrO2-）
b．在一定条件下存在：Cr（OH）3+OH-→CrO2-+2H2O；Cr（OH）3+3H+→Cr3++3H2O
c．Cr3+盐中加入NaOH溶液，先产生沉淀，后沉淀消失，溶液变成无色
d．Cr（OH）3（固）在水中的存在三个平衡．
（2013?上饶一模）某工业废水中仅含下表离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解），且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L
阳离子 K+ Cu2+   Fe3+   Al3+   Fe2+
阴离子 Cl-CO32-  NO3-  SO42-  SiO32-
甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验
Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察）．
Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化．
Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变
Ⅳ． 向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成．
请推断
（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是
K+、Fe3+
K+、Fe3+
（写离子符号）．
（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是
3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
．
（3）将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中，气体变无色，所发生的化学方程式
3NO2+H2O=2HNO3+NO
3NO2+H2O=2HNO3+NO

（4）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是
Fe2+、Cu2+
Fe2+、Cu2+
，阴离子是
Cl-、NO3-、SO42-
Cl-、NO3-、SO42-
．（写离子符号）
（5）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体质量为
1.6
1.6
 g．
（6）工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理．以下是乙同学针对含不同污染物的废水提出的处理措施和方法，其中正确的是
D
D

选项 污染物 处理措施 方法类别
A 废酸 加生石灰中和 物理法
B Cu2+等重金属离子 加硫酸盐沉降 化学法
C 含复杂有机物的废水 通过微生物代谢 物理法
D 碱性的废水 用CO2来中和 化学法
（2012?湖南模拟）2011年8月12日，网传云南曲靖市越州镇约5000余吨的重毒化工废料铬渣非法丢放，毒水被直接排放到南盘江中．被污染的水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Cu2+、Fe2+、Fe3+和Al3+等，且酸性较强．
Ⅰ．污泥中Cr+回收与再利用工艺如下（硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+）：

部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
阳离子 Fe3+ Fe2+ Mg2+ Al3+ Cu2+ Cr3+
开始沉淀时的pH 1.9 7.0 - _ 4.7 -
沉淀完全时的pH 3.2 9.0 11.1 8 6.7 9（＞9溶解）
（1）实验室用18.4mol?L-1的浓硫酸配制250mL 4.8mol?L-1的硫酸溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和吸量管（一种能精确量取一定体积液体的仪器）外，还需
250mL容量瓶、胶头滴管．
250mL容量瓶、胶头滴管．

（2）加入H2O2的作用是
将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72-，以便于与杂质离子分离
将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72-，以便于与杂质离子分离
．调节溶液的pH=8是为了除去
Fe3+、Al3+
Fe3+、Al3+
离子．
（3）还原过程发生以下反应，请配平：
1
1
Na2Cr2O7+
3
3
SO2+
11
11
H2O
H2O
═
2
2
Cr（OH）（H2O）5 SO4+
Na2SO4
Na2SO4

Na2SO4
Ⅱ．工业废水中常含有一定量的Cr2
O
2-
7
和Cr
O
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．其中一种处理方法为电解法，该法用Fe做电极，电解含Cr2
O
2-
7
的酸性废水，随着电解进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）3沉淀．
阳极的电极反应式为
Fe-2e-═Fe2+
Fe-2e-═Fe2+
．
电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？
不能
不能
（填“能”或“不能”），理由是
因阳极产生的Cu2+不能使Cr2O72-还原到低价态
因阳极产生的Cu2+不能使Cr2O72-还原到低价态
．
工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理．该法的工艺流程为：
CrO42-
H+
①转化
Cr2O72-
Fe2+
②还原
Cr3+
OH-
③沉淀
Cr（OH）3↓
其中第①步存在平衡：2CrO42-（黄色）+2H+?Cr2O72-（橙色）+H2O
（1）若平衡时溶液呈强酸性，则溶液显
橙
橙
色
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是
BD
BD
．
A．Cr2O72-和CrO42-的浓度相同                   B．溶液的颜色不变
C．CrO42-的消耗速率是Cr2O72-生成速率的2倍      D．溶液的pH值不变
（3）第②步中，还原0.01mol Cr2O72-离子，需要
0.06
0.06
mol的FeSO4?7H2O．
（4）Cr（OH）3在水溶液中有两种电离方式，并存在以下平衡：
H++CrO2-（亮绿色）+H2O?Cr（OH）3（s）?Cr3+（紫色）+3OH-
下列有关说法中正确的是
ab
ab

a、加酸平衡向右移动，生成Cr3+；加碱平衡向左移动，生成CrO2-
b、在一定条件下存在反应：Cr（OH）3+OH-→CrO2-+2H2O；Cr（OH）3+3H+→Cr3++3H2O
c、Cr3+盐溶液中加入NaOH溶液，先产生沉淀，后沉淀消失，溶液变成无色
d、Cr（OH）3（固）在水中存在三个平衡．

（15分）某工业废水中仅含下表离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解），且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L。

阳离子

K+  Cu2+   Fe3+   Al3+   Fe2+

阴离子

Cl-   CO32-  NO3-  SO42-  SiO32-

甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：

Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察）。

Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化。

Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。

Ⅳ． 向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。

请推断：

（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是           （写离子符号）。

（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的的离子方程式是_________________________。

（3）将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中，气体变无色，所发生的化学方程式为

_______________________________________________________________

（4）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是           ，阴离子是              。（写离子符号）

（5）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体质量为                g。

（6）工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下是乙同学针对含不同污染物的废水提出的处理措施和方法，其中正确的是

选项

污染物

处理措施

方法类别

A

废酸

加生石灰中和

物理法

B

Cu2+等重金属离子

加硫酸盐沉降

化学法

C

含复杂有机物的废水

通过微生物代谢

物理法

D

碱性的废水

用CO2来中和

化学法

 

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