Question

運用還原沉淀法可除去工業(yè)廢水中含有的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，其處理過程如圖所示
CrO

2- 4

H+

Cr₂O

2- 7

電解

還原

Cr³⁺

沉淀

Cr（OH）₃
（1）已知H₂CrO₄是二元弱酸，用水配成的K₂CrO₄溶液中的各離子的濃度由大到小的順序正確的是

 

．
A．c（K⁺）=c（CrO₄^2-）＞c（OH^-）＞c（HCrO₄^-）＞c（H⁺）
B．c（K⁺）＞c（CrO₄^2-）＞c（OH^-）＞c（HCrO₄^-）＞c（H⁺）
C．c（K⁺）＞c（CrO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（HCrO₄^-）＞c（OH^-）
D．c（K⁺）＞c（CrO₄^2-）＞c（HCrO₄^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
（2）某溫度時，向AgNO₃溶液中加入K₂CrO₄溶液會生成Ag₂CrO₄沉淀，Ag₂CrO₄在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示．該溫度下，下列說法正確的是

 

（填字母）．

A．含有大量CrO₄^2-的溶液中一定不存在Ag⁺
B．0.002mol?L^-1的AgNO₃溶液與0.002mol?L^-1的Na₂CrO₄溶液等體積混合會生成沉淀
C．a(chǎn)點表示Ag₂CrO₄的不飽和溶液，加入AgNO₃固體可以使溶液由a點變到b點
（3）轉(zhuǎn)化過程中存在平衡：
2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O，能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是

 

．
A．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的濃度相同
B．溶液的pH保持不變
C．溶液的顏色保持不變
（4）工業(yè)上為了處理含Cr₂O₇^2-的酸性廢水，用鐵作陽極進行電解，使廢水中含鉻量降到可排放的標準．請寫出
①電解時陰極的電極反應(yīng)式：

 

，
②Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)變?yōu)镃r³⁺時反應(yīng)的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：離子濃度大小的比較,化學平衡狀態(tài)的判斷,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),電解原理

專題：化學平衡專題,鹽類的水解專題,電化學專題

分析：（1）CrO₄^2-水解呈堿性，以第一步水解為主，以此可確定離子濃度大��；
（2）A．Ag⁺和CrO₄^2-同時存在；
B．根據(jù)c²（Ag⁺）×c（CrO₄^2-）與Ksp的關(guān)系判斷；
C．加入AgNO₃固體，c（CrO₄^2-）不變，c（Ag⁺）增大；
（3）平衡時V_正=V_逆，各組分的濃度保持不變；
（4）因溶液呈酸性，電解時陰極生成氫氣；陽極生成亞鐵離子，亞鐵離子可與Cr₂O₇^2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)．

解答： 解：（1）CrO₄^2-水解呈堿性，以第一步水解為主，則c（K⁺）＞c（CrO₄^2-）＞c（OH^-），因HCrO₄^-也水解生成OH^-，則c（OH^-）＞c（HCrO₄^-），所以有c（K⁺）＞c（CrO₄^2-）＞c（OH^-）＞c（HCrO₄^-）＞c（H⁺），
故答案為：B；
（2）A．當Qc＜Ksp時，Ag⁺和CrO₄^2-同時存在，故A錯誤；
B.0.002mol?L^-1的AgNO₃溶液與0.002mol?L^-1的Na₂CrO₄溶液等體積混合時，則c²（Ag⁺）×c（CrO₄^2-）=0.001²×0.001=10^-9＜Ksp，所以沒有生成沉淀，故B錯誤；
C．加入AgNO₃固體，c（CrO₄^2-）不變，c（Ag⁺）增大，加入AgNO₃固體可以使溶液由a點變到b點，故C正確；
故答案為：C；
（3）A．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的濃度相同取決于起始濃度和轉(zhuǎn)化，不能判斷平衡，故A錯誤；
B．溶液的pH保持不變，可說明達到平衡，故B正確；
C．溶液的顏色保持不變，說明濃度不變，可說明達到平衡，故C正確；
故答案為：BC；
（4 ）①用Fe為電極進行電解，陽極是活潑電極，則電極本身發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即Fe-2e^-═Fe²⁺，陰極上是陽離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即2H⁺+2e^-═H₂↑，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
②Cr₂O₇^2-具有強氧化性，可以將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為2Cr³⁺，反應(yīng)的實質(zhì)是：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O．

點評：本題考查較為綜合，涉及離子濃度大小比較、難溶電解質(zhì)的溶解平衡、平衡狀態(tài)的判斷以及電解等知識，為高頻考點和常見題型，側(cè)重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意把握化學反應(yīng)原理的相關(guān)知識，難度中等．