Question

3．化學工業(yè)中會產(chǎn)生大帶含鉻廢水，需進行無害化處理檢測達標后才能排放．
（1）工業(yè)常用NaHSO₃還原法處理，方法如下：向酸性廢水中加入NaHSO₃使Cr₂O₇^2-還原成為Cr³⁺，然后加入熟石灰調(diào)節(jié)廢水的pH，使Cr³⁺完全沉淀．
①寫出NaHSO₃與Cr₂O₇^2-反應的離子方程式：3HSO₃^-+Cr₂O₇^2-+5H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O．
②已知25℃時K_sp=6.4×10^-31．若除去廢水中Cr³⁺，使其濃度小于1×10^-5 mol•L^-1，此時溶液中的c（H⁺）＜2.5×10^-6mol•L^-1
（2）廢水中鉻元素總濃度的測定方法如下：向一定量含Cr₂O₇^2-和Cr³⁺的酸性廢水樣中加入足量（NH₄）₂S₂O₈溶液將Cr³⁺氧化成Cr₂O₇^2-，煮沸除去過量的（NH₄）₂S₂O₈；再加入過量的KI溶液，Cr₂O₇^2-與I^-完全反應后生成Cr³⁺和I₂后，以淀粉為指示劑，用Na₂S₂O₃標準溶液滴定至終點．測定過程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：

①上述操作過程中，若無煮沸操作，則測定的鉻元素總濃度會偏大（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）．
②準確移取含Cr₂O₇^2-和Cr³⁺的酸性廢水樣100.00mL，按上述方法測定廢水樣中鉻元素總濃度，消耗0.01000mol•L^-1的Na₂S₂O₃標準溶液13.50mL．計算該廢水中鉻元素總濃度（以mg•L^-1表示），寫出計算過程．23.40mg•L^-1．

Answer 1

分析 （1）①NaHSO₃與Cr₂O₇^2-發(fā)生氧化還原，反應生成鉻離子、硫酸根離子和水；
②c（Cr³⁺）=1×10^-5時，可根據(jù)K_SP[Cr（OH）₃]=6.4×10^-31計算c（OH^-），結(jié)合Kw計算c（H⁺），進而計算c（H⁺）；
（2）①若無煮沸操作，則過量（NH₄）₂S₂O₈消耗Cr₂O₇^2-，所以則測定的鉻元素總濃度會偏高；
②根據(jù)流程以及反應的關(guān)系，進而確定關(guān)系式，可計算總濃度．

解答 解：（1）①轉(zhuǎn)化時NaHSO₃與Cr₂O₇^2-發(fā)生氧化還原，反應生成鉻離子、硫酸根離子和水，反應的離子方程式為：Cr₂O₇^2-+3HSO₃^-+5H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O，
故答案為：3HSO₃^-+Cr₂O₇^2-+5H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O；
②c（Cr³⁺）=1×10^-5時，由K_SP[Cr（OH）₃]=6.4×10^-31可知c（OH^-）=$\root{3}{\frac{6.4×1{0}^{-31}}{1×1{0}^{-5}}}$mol/L=4×10^-9mol/L，則c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{4×1{0}^{-9}}$=2.5××10^-6mol/L，
故答案為：2.5×10^-6；
（2）①若無煮沸操作，則過量（NH₄）₂S₂O₈消耗Cr₂O₇^2-，所以則測定的鉻元素總濃度會偏大，故答案為：偏大；
②涉及反應為①2Cr³⁺+3S₂O₈^2-+7H₂O=Cr₂O₇^2-+6SO₄^2-+14H⁺
②Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O
③I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，
由以上反應得到關(guān)系式為Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-，
消耗0.01000mol•L^-1的Na₂S₂O₃標準溶液13.50mL，則n（Na₂S₂O₃）=0.01000mol•L^-1×13.50×l0^-3L=1.35×l0^-4mol，
則由關(guān)系式可知n（Cr₂O₇^2-）=$\frac{1}{6}$×1.35×l0^-4mol=2.250×l0^-5 mol，
n（Cr元素）=2 （Cr₂O₇^2-）=4.500×l0^-5 mol，
廢水樣中鉻元素總濃度=$\frac{4.500×1{0}^{-5}mol×52g/mol×1000mg/g}{100.00mL×1{0}^{-3}L/mL}$=23.40 mg•L^-1，
故答案為：23.40 mg•L^-1．

點評 本題考查物質(zhì)的含量的測定，為高頻考點，側(cè)重考查學生的分析能力、實驗能力和計算能力，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及實驗的原理，把握關(guān)系式法的計算以及應用，難度不大．