Question

【題目】工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O72－和CrO42－，它們會(huì)對(duì)人類(lèi)及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的傷害，必須進(jìn)行處理。常用的處理方法有還原沉淀法，該法的工藝流程為：

（1）制備該工藝流程需用Fe2+

甲同學(xué)方案：

用部分生銹的廢鐵屑與稀硫酸反應(yīng)制備Fe2+，檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe3+試劑是______。

A．鐵氰化鉀 B．硫氰化鉀 C．酸性高錳酸鉀溶液

制備中除發(fā)生反應(yīng)Fe+2H+ Fe2++H2↑外,其他可能反應(yīng)的離子方程式為__________�！�

乙同學(xué)方案：

把一塊純凈的鐵片插入裝有稀硫酸的燒杯里，可觀察到鐵片上有氣泡，在平行插入一塊銅片，可觀察到銅片上______（填“有”或“沒(méi)有”）氣泡產(chǎn)生，再用導(dǎo)線把鐵片和銅片連接起來(lái)，組成一個(gè)原電池，正極的電極反應(yīng)式為______________________。

（2）工藝流程中第①步存在平衡：2CrO42－(黃色)+2H+Cr2O72－(橙色)+H2O，若平衡體系的pH=2，則溶液顯________色。

（3）工藝流程中第②步中，還原1mol Cr2O72－離子，需要_______mol的FeSO4·7H2O。

（4）工藝流程中第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）。常溫下，Cr(OH)3的溶度積Ksp＝10－32，要使c(Cr3+)降至10－5mol/L，溶液的pH應(yīng)調(diào)至__________。

Answer 1

【答案】 B Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+3Fe2+ 沒(méi)有 2H++2e-═H2↑ 橙 6 5

【解析】（1）甲同學(xué)：鐵離子遇到KSCN溶液形成血紅色溶液；用部分生銹的廢鐵屑與稀硫酸反應(yīng)制備Fe2＋，除發(fā)生反應(yīng)Fe+2H＋═Fe2＋+H2↑外，其他可能反應(yīng)為氧化鐵和酸反應(yīng)生成鐵離子，鐵離子和鐵反應(yīng)生成亞鐵離子；乙同學(xué)：銅和稀硫酸不反應(yīng)，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，用導(dǎo)線把鐵片和銅片連接起來(lái)，組成一個(gè)原電池，正極的電極反應(yīng)為氫離子得到電子生成氫氣；（2）外界條件對(duì)平衡的影響來(lái)確定平衡移動(dòng)方向，從而確定離子濃度大小和溶液顏色變化；（3）氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒來(lái)計(jì)算；（4）溶度積常數(shù)以及水的離子積常數(shù)來(lái)進(jìn)行計(jì)算；

（1）甲同學(xué)：鐵離子遇到KSCN溶液形成血紅色溶液，故檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe3＋試劑選B，用部分生銹的廢鐵屑與稀硫酸反應(yīng)制備Fe2＋，除發(fā)生反應(yīng)Fe+2H＋═Fe2＋+H2↑外，氧化鐵和酸反應(yīng)生成鐵離子，鐵離子和鐵反應(yīng)生成亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：Fe2O3+6H＋=2Fe3＋+3H2O、Fe+2Fe3＋=3Fe2＋，乙同學(xué)：銅和稀硫酸不反應(yīng)，銅片上無(wú)氣體生成，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，用導(dǎo)線把鐵片和銅片連接起來(lái)，組成一個(gè)原電池，正極的電極反應(yīng)為氫離子得到電子生成氫氣，電解反應(yīng)為：2H＋+2e－═H2↑；（2）c（H＋）增大，平衡2CrO42－(黃色)+2H+Cr2O72－(橙色)+H2O右移，溶液呈橙色；（3）根據(jù)電子得失守恒：n（Cr2O72－）×6=n（FeSO4·7H2O）×1，n（FeSO4·7H2O）=1mol×6/1=6mol，(4)當(dāng)c（Cr3＋）=10-5mol·L－1時(shí)，溶液的c（OH－）= mol·L－1，c（H＋）═10-14/10-9=10-5mol·L－1，pH=5，即要使c（Cr3＋）降至10-5mol·L－1，溶液的pH應(yīng)調(diào)至5。