Question

工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的傷害，必須進行處理．常用的處理方法有兩種．
方法l：還原沉淀法該法的工藝流程為CrO₄^2-

H+

①轉化

Cr₂O₇^2-

Fe2+

②還原

Cr³⁺

OH-

③沉淀

Cr（OH）₃↓其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺═Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O（1）若平衡體系的pH=2，則溶液顯

 

色．
（2）能說明第①步反應達平衡狀態(tài)的是

 

．a(chǎn)．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的濃度相同b．2v（Cr₂O₇^2-）=v（CrO₄^2-）
c．溶液的顏色不變
（3）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）═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Cr₂O₇^2-的酸性廢水，隨著電解進行，在陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr（OH）₃沉淀．
（4）用Fe做電極的原因為

 

．
（5）在陰極附近溶液pH升高的原因是（用電極反應解釋）

 

．溶液中同時生成的沉淀還有

 

．

Answer 1

考點：難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質,電解原理

專題：電離平衡與溶液的pH專題,電化學專題

分析：（1）根據(jù)外界條件對平衡的影響來確定平衡移動方向，從而確定離子濃度大小和溶液顏色變化；
（2）根據(jù)判斷平衡狀態(tài)的方法：V_正=V_逆，或各組分的濃度保持不變則說明已達平衡；
（3）根據(jù)溶度積常數(shù)以及水的離子積常數(shù)來進行計算；
（4）陽極是活性電極時，陽極本身失電子，生成陽離子；
（5）溶液PH升高的原因是溶液中氫離子濃度減少，即氫離子在陰極得電子，PH升高，氫氧根離子濃度增大，離子濃度冪的乘積大于溶度積，所以金屬陽離子會生成氫氧化物沉淀．

解答： 解：（1）c（H⁺）增大，平衡2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O右移，溶液呈橙色，故答案為：橙；
（2）a．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的濃度不是相同，而是不變，故錯誤；
b．2v（Cr₂O₇^2-）=v（CrO₄^2-），未體現(xiàn)正逆的關系，故錯誤；
c．溶液的顏色不變，說明濃度不變，正逆反應速率相等，故選：C；
（3）當c（Cr³⁺）=10^-5mol/L時，溶液的c（OH^-）=

3	10-32 10-5

=10^-9 mol/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，故答案為：5；
（4）在電解法除鉻中，鐵作陽極，陽極反應為Fe-2e^-═Fe²⁺，以提供還原劑Fe²⁺；故答案為：陽極反應為Fe-2e^-═Fe²⁺，提供還原劑Fe²⁺；
（5）在陰極附近溶液pH升高的原因是水電離產(chǎn)生的H⁺放電生成H₂的同時，大量產(chǎn)生了OH^-，所以溶液中的Fe³⁺也將轉化為Fe（OH）₃沉淀，故答案為：2H⁺+2e═H₂↑；Fe（OH）₃．

點評：本題綜合考查了化學平衡原理、氧化還原反應、沉淀溶解平衡和電化學知識等內容．分析時要根據(jù)題給信息，結合相關原理進行解答．