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试题详情

工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理。常用的处理方法有两种。

方法1:还原沉淀法

该法的工艺流程为:CrO42-Cr2O72-Cr3+Cr(OH)3

其中第①步存在平衡:2CrO42-(黄色)+2HCr2O72-(橙色)+H2O

(1)若平衡体系的pH=2,该溶液显_______色。

(2)能说明第①步反应达平衡状态的是_______。

a. 222Cr2O72-和222CrO42-的浓度相同

b.2v (Cr2O72-)=v (CrO42-)

c.溶液的颜色不变

(3)第②步中,还原1molCr2O72-离子,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)

常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)·c3(OH)=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5 mol/L,溶液的pH应调至_______。

方法2:电解法

该法用Fe做电极电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生222Cr(OH)3沉淀。

(5)用Fe做电极的原因为_______。

(6)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)_______,溶液中同时生成的沉淀还有_______。

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试题答案

(1)橙

(2)c

(3)6

(4)5

(5)阳极反应为Fe-2e-=Fe2+,提供还原剂Fe2+

(6)2H+2e-=H2↑;Fe(OH)3

试题解析

(1) c (H)增大,平衡2CrO42-(黄色)+2HCr2O72-(橙色)+H2O向右移动,溶液呈橙色;

(2)Cr2O72-和CrO42-的浓度相同时,并不能说明各组分的浓度不再改变了,故a不能说明反应已达平衡状态;v(Cr2O72-)和v(CrO42-)可表示正反应或逆反应,2v(Cr2O72-)=v (CrO42-)意义不明,不能说明正逆反应速率相等;溶液的颜色不再改变,也就是各物质的浓度不再改变,是平衡状态,故选c;

(3)还原1 molCr2O72-离子生成2 mol Cr3+,得到的电子数为6 mol,根据电子得失守恒可知,需要6 mol的FeSO47H2O;

(4)当c(Cr3+)=10-5 mol/L时,溶液的c(OH)=mol/L,pH=5,即要使c(Cr3+)降至10-5  mol/L,溶液的pH应调至5;

(5)在电解法除铬中,铁作阳极,铁优先失去电子生成Fe2+,以提供还原剂;

(6)在阴极附近溶液pH升高的原因是H放电生成H2的同时,降低了溶液的酸性;Fe2+与Cr2O72-反应生成了Fe3+,Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。

少年,再来一题如何?
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