Question

17．工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O${\;}_{7}^{2-}$和CrO${\;}_{4}^{2-}$，它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害，必須進(jìn)行處理．常用的處理方法是還原沉淀法．該法的工藝流程為：CrO${\;}_{4}^{2-}$$→_{①轉(zhuǎn)化}^{H+}$Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$$→_{②還原}^{Fe_{2}+}$Cr₃+$→_{③沉淀}^{OH-}$Cr（OH）₃↓其中第①步存在平衡：2CrO${\;}_{4}^{2-}$（黃色）+2H+?Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$（橙色）+H₂O
（1）若平衡體系的pH=2，則溶液顯橙色．
（2）能說明第①步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是c．
a．Cr₂O${\;}_{4}^{2-}$和CrO${\;}_{4}^{2-}$的濃度相同 
b．2v（Cr2O${\;}_{4}^{2-}$）=v（CrO${\;}_{4}^{2-}$） 
c．溶液的顏色不變
（3）寫出第②步反應(yīng)的離子方程式，還原1mol Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$，需要6mol的FeSO₄•7H₂O．
（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），常溫下，Cr（OH）₃的溶度積Ksp=c（Cr³⁺）•c3（OH^-）=1.0×10^-32，要使c（Cr³⁺）降至1.0×10^-5mol/L，溶液的pH應(yīng)調(diào)至5．

Answer 1

分析 （1）若平衡體系的pH=2，溶液呈酸性，氫離子濃度變大，平衡2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O正向移動(dòng)，所以溶液呈橙色；
（2）當(dāng)V_正=V_逆，或各組分的濃度保持不變則說明已達(dá)平衡，
a、兩者濃度應(yīng)不變，而不是相等；
b、速率未體現(xiàn)正與逆的關(guān)系；
c、氣體顏色不變，說明有色氣體的濃度不變；
（3）寫出第②步反應(yīng)的離子方程式為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，在氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒，據(jù)此分析計(jì)算；
（4）根據(jù)溶度積常數(shù)以及水的離子積常數(shù)來進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）若平衡體系的pH=2，溶液呈酸性，氫離子濃度變大，平衡2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O正向移動(dòng)，所以溶液呈橙色，故答案為：橙色；
（2）a、兩者濃度應(yīng)不變，而不是相等，故錯(cuò)誤；
b、速率未體現(xiàn)正與逆的關(guān)系，故錯(cuò)誤；
c、平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度不再改變，即溶液的顏色不再改變，故正確；
故答案為：c；
（3）寫出第②步反應(yīng)的離子方程式為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，根據(jù)電子得失守恒：n（Cr₂O₇^2-）×6=n（FeSO₄•7H₂O）×1，n（FeSO₄•7H₂O）=$\frac{1×6}{1}$=6mol，質(zhì)量的量為6mol，故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；6；
（4）當(dāng)c（Cr³⁺）=10^-5mol/L時(shí)，溶液的c（OH^-）=$\root{3}{\frac{1{0}^{-32}}{1{0}^{-5}}}$=10^-9 mol/L，c（H⁺）═$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-9}}$=10^-5mol/L，pH=5，即要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH應(yīng)調(diào)至5，故答案為：5．

點(diǎn)評 本題主要考查了化學(xué)平衡移動(dòng)原理、氧化還原反應(yīng)、沉淀溶解平衡等內(nèi)容．解題根據(jù)題給信息，再結(jié)合相關(guān)原理可進(jìn)行解答．