7.工业废水中常含有一定量Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大伤害.
已知:
i.2CrO42-(黄色)+2H+?Cr2O72-(橙色)+H2O
ii.Cr(OH)3(s)+H2O?[Cr(OH)4]- (亮绿色)+H+
(1)含铬工业废水的一种处理流程如下:CrO${\;}_{4}^{2-}$$→_{①转化}^{H+}$Cr2O72-$→_{②还原}^{Fe_{2}+}$Cr3+$→_{③沉淀}^{OH-}$Cr(OH)3
①i.若在转化一步中调节溶液的pH=2,则溶液显橙色.
ii.能说明转化一步反应达平衡状态的是cd(填字母序号).
a.Cr2O72-和CrO42-的浓度相同       b.ν(Cr2O72-)=2ν(CrO42-
c.溶液的颜色不变                d.溶液的pH不变
②步骤②还原一步的离子方程式是Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O;若还原l mol Cr2O72-离子,需要FeSO4•7H2O的物质的量是6mol.
③沉淀一步中,向含Cr3+(紫色)溶液中,逐渐滴加NaOH溶液.当pH=4.6时,开始出现灰绿色沉淀,随着pH的升高,沉淀量增多.当pH≥13时,沉淀逐渐消失,溶液变为亮绿色.
i.请解释溶液逐渐变为亮绿色的原因:随着溶液pH增大,平衡Cr(OH)3(s)+H2O?[Cr(OH)4]-(亮绿色)+H+正向移动,故溶液逐渐变为亮绿色.
ii.若向0.05mol•L-1的Cr2(SO43溶液50mL中,一次性加入等体积0.6mol•L-1的NaOH溶液,充分反应后,溶液中可观察到的现象是溶液由紫色最终变为亮绿色.
④在K[Cr(OH)4]和K2Cr2O7混合溶液中加入足量H2SO4酸化,铬元素以Cr3+和Cr2O72-形式存在(填离子符号).
(2)用Fe做电极电解含Cr2O72-的酸性工业废水,可以直接除去铬.随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀.
①结合上述工业流程分析用Fe做电极的原因:铁在阳极反应发生反应Fe-2e-═Fe2+,为还原Cr2O72-提供还原剂Fe2+
②结合电极反应式解释在阴极附近溶液pH升高的原因:阴极发生反应2H++2e-═H2↑,导致c(H+)下降.
③溶液中同时生成的沉淀可能还有Fe(OH)3(填化学式).
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