Question

某廠廢水中含5.00×10^-3 mol·L^-1的,其毒性較大。某研究性學習小組為了變廢為寶,將廢水處理得到磁性材料Cr_0.5Fe_1.5FeO₄(Fe的化合價依次為+3、+2),設計了如下實驗流程:

(1)第①步反應的離子方程式是____________________________________。

(2)第②步中用pH試紙測定溶液pH的操作是:__________________。

(3)第②步過濾得到的濾渣中主要成分除Cr(OH)₃外,還有__________________。

(4)欲使1 L該廢水中的完全轉(zhuǎn)化為Cr_0.5Fe_1.5FeO₄,理論上需要加入_________g FeSO₄·7H₂O。

Answer 1

【答案】

(1)+6Fe²⁺+14H⁺====2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

(2)將一小塊pH試紙放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待測液,點在pH試紙上,再與標準比色卡對照。

(3)Fe(OH)₃、Fe(OH)₂

(4)13.9

【解析】(1)結合框圖，第①步反應應為含高價Cr(+6價)的在酸性條件下將部分二價鐵氧化成三價鐵，其離子方程式是：＋6Fe^2＋＋14H^＋====2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O。(2)考查pH試紙的使用。具體方法是：取一小塊pH試紙放在表面皿(或玻璃片)上，用玻璃棒蘸取少量待測液，點滴在試紙的中部，待試紙變色后，再與標準比色卡對照來確定溶液的pH。

(3)由框圖信息，第②步是向含Cr^3＋、Fe^2＋、Fe^3＋的溶液中加NaOH溶液，顯然會生成三種沉淀：Cr(OH)₃、Fe(OH)₂、Fe(OH)₃，所以過濾得到的濾渣中主要成分除Cr(OH)₃外，還有Fe(OH)₂、Fe(OH)₃。(4)首先判斷Cr_0.5Fe_1.5FeO₄(Fe的化合價依次為+3、+2價)中Cr元素的價態(tài)為+3價。1 L該廢水中含的物質(zhì)的量為5.00×10^－3 mol，轉(zhuǎn)化為Cr_0.5Fe_1.5FeO₄時，得到的電子的物質(zhì)的量為：5.00×10^－3×2×(6-3) mol＝0.03 mol。則被氧化的二價鐵的物質(zhì)的量亦為0.03 mol，未變價的鐵的物質(zhì)的量為0.03÷1.5＝0.02 mol，那么，共需要Fe(即FeSO₄·7H₂O)的物質(zhì)的量為0.05 mol，其質(zhì)量為：0.05 mol×278 g·mol^-1＝13.9 g。