Question

3．还原沉淀法是处理含铬（含Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-）工业废水的常用方法，过程如下：CrO${\;}_{4}^{2-}$$→_{转换}^{H+}$Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$$→_{还原}^{Fe_{2}+}$Cr（OH）₃．已知转化过程中的反应为2CrO${\;}_{4}^{2-}$（aq）+2H⁺（aq）?Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$（aq）+H₂O（l）．转化后所得溶液中铬元素的含量为28.6g/L，CrO₄^2-有$\frac{10}{11}$转化为Cr₂O₇^2-，下列说法不正确的是（　　）

• A． 溶液颜色保持不变，说明上述可逆反应达到平衡状态
• B． 若用绿矾（FeSO₄•7H₂O）（M=278）作还原剂，处理1L废水，至少需要917.4 g
• C． 常温下转化反应的平衡常数K=l0⁴，则转化后所得溶液的pH=1
• D． 常温下K_sp[Cr（OH）₃]=1×10^-32，要使处理后废水中的c（Cr³⁺ ）降至1×10^-5mol/L，应调溶液的pH=5

Answer 1

分析 A．溶液颜色保持不变，可知浓度不变；
B．铬元素的含量为28.6g/L，+6价Cr的物质的量为$\frac{28.6g}{52g/mol}$=0.55mol，结合电子守恒计算；
C．常温下转化反应的平衡常数K=l0⁴，则$\frac{\frac{10}{11}×0.55}{（\frac{1}{11}×0.55）^{2}×{c}^{2}（{H}^{+}）}$=l0⁴，解得c（H⁺）=0.1mol/L；
D．常温下K_sp[Cr（OH）₃]=1×10^-32，要使处理后废水中的c（Cr³⁺ ）降至1×10^-5mol/L，c（OH^-）=$\root{3}{\frac{1×1{0}^{-32}}{1×1{0}^{-5}}}$=1×10^-9mol/L，则c（H⁺）=1×10^-5mol/L．

解答 解：A．溶液颜色保持不变，可知浓度不变，则上述可逆反应达到平衡状态，故A正确；
B．铬元素的含量为28.6g/L，+6价Cr的物质的量为$\frac{28.6g}{52g/mol}$=0.55mol，由电子守恒可知FeSO₄•7H₂O的质量为$\frac{0.55×（6-3）}{（3-2）}$mol×278g/mol=458.7g，故B错误；
C．常温下转化反应的平衡常数K=l0⁴，则$\frac{\frac{10}{11}×0.55}{（\frac{1}{11}×0.55）^{2}×{c}^{2}（{H}^{+}）}$=l0⁴，解得c（H⁺）=0.1mol/L，则转化后所得溶液的pH=1，故C正确；
D．常温下K_sp[Cr（OH）₃]=1×10^-32，要使处理后废水中的c（Cr³⁺ ）降至1×10^-5mol/L，c（OH^-）=$\root{3}{\frac{1×1{0}^{-32}}{1×1{0}^{-5}}}$=1×10^-9mol/L，则c（H⁺）=1×10^-5mol/L，则应调溶液的pH=5，故D正确；
故选B．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握电子守恒计算、溶度积的计算、平衡常数K的计算等为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意选项C为解答的难点，题目难度不大．