Question

工业废水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它们会对人体及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理．还原沉淀法是常用的一种方法．Cr

2- 4

H+

转化

Cr₂O

2- 7

Fe2+

还原

   Cr³⁺

OH-

沉淀

Cr（OH）₃↓
（1）转化过程中存在平衡2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O能说明反应到达平衡状态的是

 

．
A．CrO₄^2- 和Cr₂O₇^2-的浓度相同  
B．2ν（Cr₂O₇^2-）=ν（CrO₄^2-）
C．溶液的pH值保持不变    
D．溶液颜色保持不变
（2）若1L转化后所得溶液中含铬元素质量为28.6g，CrO₄^2-有

10

11

转化为Cr₂O₇^2-（已知铬元素相对原子质量为52）．
①转化后所得溶液中c（Cr₂O₇^2-）=

 

．
②已知：常温下该反应的平衡常数K=10¹⁴，上述转化后所得溶液的pH为

 

．
（3）若常温下Ksp（Cr（OH）₃）=10^-32，要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH应调至

 

．

Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,化学平衡状态的判断

专题：

分析：（1）根据判断平衡状态的方法：V_正=V_逆，或各组分的浓度保持不变则说明已达平衡，
A．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的浓度相同取决于起始浓度和转化，不能判断平衡；
B．2v（Cr₂O₇^2-）=v（CrO₄^2-），不能判断正逆反应速率关系，不能判断平衡；
C．溶液的pH值保持不变，说明氢离子浓度不变，能判断平衡；
D．溶液的颜色不变，为特征定，能判断平衡；
（2）酸化时发生的反应为：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，^-
根据守恒列关系式：2Cr～2CrO₄^2-～Cr₂O₇^2-，列式计算得n（Cr₂O₇^2-）和n（CrO₄^2-）_剩余；
进而求出酸化后所得溶液中c（Cr₂O₇^2-）
②根据反应 2CrO₄^2-+2H⁺═?Cr₂O₇^2-+H₂O
及平衡常数K═10^{14_，可求出}c（H+）=1.0×10^-6mol，则PH=6，
（3）根据溶度积常数列式计算．

解答： 解：（1）根据判断平衡状态的方法：V_正=V_逆，或各组分的浓度保持不变则说明已达平衡，
A．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的浓度相同取决于起始浓度和转化，不能判断平衡，故A错误；
B．2v（Cr₂O₇^2-）=v（CrO₄^2-），不能判断正逆反应速率关系，不能判断平衡，故B错误；
C．溶液的pH值保持不变，说明氢离子浓度不变，能判断平衡，故C正确；
D．溶液的颜色不变，为特征定，能判断平衡，故D正确；
故答案为：CD；
（2）酸化时发生的反应为：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，若1L酸化后所得溶液中含铬元素的质量为28.6g，CrO₄^2-有

10

11

转化为Cr₂O₇^2-，说明铬元素

10

11

转化为Cr₂O₇^2-
根据守恒列关系式：2Cr～2CrO₄^2-～Cr₂O₇^2-
                  2            1
              

28.6× 10 11

52

       n（Cr₂O₇^2-）
得n（Cr₂O₇^2-）=0.25mol，n（CrO₄^2-）_剩余=0.05mol；
则①酸化后所得溶液中c（Cr₂O₇^2-）=

n

V

=0.25mol?L^-1； c（CrO₄^2-）_剩余=0.05mol?L^-1
②设H⁺的物质的量浓度为amol/L，
2CrO₄^2-+2H⁺═?Cr₂O₇^2-+H₂O
平衡（mol/L） 0.05 a 0.25
平衡常数K=

0.25

0.052×a2

═10^14_，
则a=1.0×10^-6mol，PH=6，
故答案为：0.25mol/L；6；
（3）常温下K_sp[Cr（OH）₃]=1×10^-32，要使处理后废水中c（Cr³⁺）降至1×10^-5mol/L，则c（Cr³⁺）×c³（OH^-）=1×10^-32，c（OH^-）=1×10^-9mol/L，pH=5，
故答案为：5．

点评：本题考查难溶电解质的溶解平衡，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握相关计算公式的运用，难度中等．