Question

5．工业上常用还原沉淀法处理含铬废水（Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-），其流程为：
CrO${\;}_{4}^{2-}$$→_{①转化}^{H+}$Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$$→_{②还原}^{Fe_{2}+}$Cr³⁺$→_{③沉淀}^{OH-}$Cr（OH）₃↓
已知：
（1）步骤①中存在平衡：2Cr O₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
（2）步骤③生成的Cr（OH）₃ 在溶液中存在沉淀溶解平衡：Cr（OH）₃（s）?Cr³⁺（aq）+3OH ^一（aq）
（3）常温下，Cr（OH）₃ 的溶度积K_sp=10^-32；且当溶液中离子浓度小于10^-5 mol•L^-1 时可视作该离子不存在．下列有关说法中，正确的是（　　）

• A． 步骤①中加酸，将溶液的pH 调节至2，溶液显黄色，CrO₄^2-离子浓度增大
• B． 步骤①中当溶液呈现深黄色，且2v（CrO${\;}_{4}^{2-}$）=v（Cr₂O₇^2-）时，说明反应2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O 达到平衡状态
• C． 步骤②中，若要还原1 mol Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$离子，需要6 mol（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O
• D． 步骤③中，当将溶液的pH 调节至4 时，可认为废水中的铬元素已基本除尽

Answer 1

分析 A．步骤①中加酸，氢离子浓度增大，平衡正向移动；
B.2v（CrO₄^2-）=v（Cr₂O₇^2-）时，正逆反应速率不等；
C．还原1 mol Cr₂O₇^2-离子，转移电子为1mol×2×（6-3）=6mol，Fe元素的化合价由+2升高为+3；
D．步骤③中，当将溶液的pH 调节至4 时，c（OH^-）=10^-10mol/L，结合Ksp计算．

解答 解：A．步骤①中加酸，氢离子浓度增大，平衡正向移动，则CrO₄^2-离子浓度减小，故A错误；
B.2v（CrO₄^2-）=v（Cr₂O₇^2-）时，正逆反应速率不等，则该反应不能达到平衡，故B错误；
C．还原1 mol Cr₂O₇^2-离子，转移电子为1mol×2×（6-3）=6mol，Fe元素的化合价由+2升高为+3，则由电子守恒可知需要6 mol（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O，故C正确；
D．步骤③中，当将溶液的pH 调节至4 时，c（OH^-）=10^-10mol/L，由Ksp可知，c（Cr³⁺）=$\frac{1{0}^{-32}}{（1{0}^{-10}）^{3}}$=10^-2mol/L，废水中的铬元素没有除尽，故D错误；
故选C．

点评 本题考查化学平衡的影响因素，涉及反应速率、平衡移动、转移电子计算、溶解度计算等，注重学生知识迁移应用能力的考查，题目难度中等．