Question

【題目】工業廢水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它們會對人類及生態系統產生很大危害，必須進行處理．常用的處理方法有兩種．方法1：還原沉淀法．

該法的工藝流程為：

其中第①步存在平衡2CrO42（黃色）+2H+Cr2O32（橙色）+H2O

（1）若平衡體系的pH=2，該溶液顯______色．

（2）能說明第①步反應達平衡狀態的是_____（填序號）

A．Cr2O72和CrO42的濃度相同

B．2v（Cr2O72）=v（CrO42）

C．溶液的顏色不變

（3）第②步中，還原1molCr2O72離子，需要______mol的FeSO47H2O．

（4）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），常溫下，Cr（OH）3的溶度積Ksp=c（Cr3+）c3（OH-）=10-32，要使c（Cr3+）降至10-5mol/L，溶液的pH應調至______．

方法2：電解法．

該法用Fe做電極電解含Cr2O72的酸性廢水，隨著電解的進行，在陰極附近溶液pH升高，產生

Cr（OH）3沉淀．

（5）用Fe做電極的原因為______（用電極反應式解釋）．

（6）在陰極附近溶液pH升高，溶液中同時生成的沉淀還有______．

Answer 1

【答案】橙 C 6 5 陽極反應為Fe2e═Fe2+,提供還原劑Fe2+ Fe(OH)3

【解析】

（1）溶液顯酸性，c(H+)較大，上述平衡右移，該溶液顯橙色；綜上所述，本題答案是：橙。

（2）A．Cr2O72和CrO42的濃度相同時，反應不一定達到平衡狀態，錯誤；

B．2v（Cr2O72）=v（CrO42），沒有標出正逆反應速率，無法判定反應是否達到平衡狀態，錯誤；

C．平衡時各物質的濃度不再改變，即溶液的顏色不再改變，可以判斷反應達到平衡狀態，正確；綜上所述，本題選C。

（3）根據電子得失守恒可以知道,還原1molCr2O72離子，得到Cr3+，得到電子：2×（6-3）=6mol，Fe2+被氧化為Fe3+，需要FeSO47H2O的物質的量為6/(3-2)=6mol；綜上所述，本題答案是：6。

（4）當c(Cr3+)=10-5mol/L時,溶液的c(OH-)= =10-9mol/L,C(H+)=10-14/10-9=10-5mol/L, pH=5，即要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，溶液的pH應調至5；綜上所述，本題答案是：5。
（5）用Fe做陽極，發生氧化反應，失電子：Fe2e-=Fe2+，產生的亞鐵離子做還原劑；綜上所述，本題答案是：Fe2e-=Fe2+，提供還原劑Fe2+。

（6）溶液中氫離子在陰極得電子被還原為氫氣，陰極極反應為：2H++2e-=H2↑，溶液酸性減弱，溶液pH升高，亞鐵離子被氧化為鐵離子，酸性減弱，鐵離子產生沉淀Fe(OH)3；綜上所述，本題答案是：Fe(OH)3。