Question

3．還原沉淀法是處理含鉻（含Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-）工業(yè)廢水的常用方法，過(guò)程如下：CrO${\;}_{4}^{2-}$$→_{轉(zhuǎn)換}^{H+}$Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$$→_{還原}^{Fe_{2}+}$Cr（OH）₃．已知轉(zhuǎn)化過(guò)程中的反應(yīng)為2CrO${\;}_{4}^{2-}$（aq）+2H⁺（aq）?Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$（aq）+H₂O（l）．轉(zhuǎn)化后所得溶液中鉻元素的含量為28.6g/L，CrO₄^2-有$\frac{10}{11}$轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，下列說(shuō)法不正確的是（　�。�

• A． 溶液顏色保持不變，說(shuō)明上述可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
• B． 若用綠礬（FeSO₄•7H₂O）（M=278）作還原劑，處理1L廢水，至少需要917.4 g
• C． 常溫下轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)K=l0⁴，則轉(zhuǎn)化后所得溶液的pH=1
• D． 常溫下K_sp[Cr（OH）₃]=1×10^-32，要使處理后廢水中的c（Cr³⁺ ）降至1×10^-5mol/L，應(yīng)調(diào)溶液的pH=5

Answer 1

分析 A．溶液顏色保持不變，可知濃度不變；
B．鉻元素的含量為28.6g/L，+6價(jià)Cr的物質(zhì)的量為$\frac{28.6g}{52g/mol}$=0.55mol，結(jié)合電子守恒計(jì)算；
C．常溫下轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)K=l0⁴，則$\frac{\frac{10}{11}×0.55}{（\frac{1}{11}×0.55）^{2}×{c}^{2}（{H}^{+}）}$=l0⁴，解得c（H⁺）=0.1mol/L；
D．常溫下K_sp[Cr（OH）₃]=1×10^-32，要使處理后廢水中的c（Cr³⁺ ）降至1×10^-5mol/L，c（OH^-）=$\root{3}{\frac{1×1{0}^{-32}}{1×1{0}^{-5}}}$=1×10^-9mol/L，則c（H⁺）=1×10^-5mol/L．

解答 解：A．溶液顏色保持不變，可知濃度不變，則上述可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．鉻元素的含量為28.6g/L，+6價(jià)Cr的物質(zhì)的量為$\frac{28.6g}{52g/mol}$=0.55mol，由電子守恒可知FeSO₄•7H₂O的質(zhì)量為$\frac{0.55×（6-3）}{（3-2）}$mol×278g/mol=458.7g，故B錯(cuò)誤；
C．常溫下轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)K=l0⁴，則$\frac{\frac{10}{11}×0.55}{（\frac{1}{11}×0.55）^{2}×{c}^{2}（{H}^{+}）}$=l0⁴，解得c（H⁺）=0.1mol/L，則轉(zhuǎn)化后所得溶液的pH=1，故C正確；
D．常溫下K_sp[Cr（OH）₃]=1×10^-32，要使處理后廢水中的c（Cr³⁺ ）降至1×10^-5mol/L，c（OH^-）=$\root{3}{\frac{1×1{0}^{-32}}{1×1{0}^{-5}}}$=1×10^-9mol/L，則c（H⁺）=1×10^-5mol/L，則應(yīng)調(diào)溶液的pH=5，故D正確；
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握電子守恒計(jì)算、溶度積的計(jì)算、平衡常數(shù)K的計(jì)算等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，注意選項(xiàng)C為解答的難點(diǎn)，題目難度不大．