Question

2．工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的傷害，必須進行處理．常用的處理方法有兩種．
方法1：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：2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
（1）若該平衡處于強酸性環(huán)境中，則溶液顯橙色．
（2）能說明第①步反應(yīng)達平衡狀態(tài)的是C．
a．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的濃度相同   b．2v（Cr₂O₇^2-）=v（CrO₄^2-）   c．溶液的顏色不變
（3）寫出第②步中反應(yīng)的離子方程式Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
方法2：電解法
該法用Fe做陽極電解含Cr₂O₇^2-的酸性廢水，隨著電解進行，在陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr（OH）₃沉淀．
（4）用Fe做電極的原因為Fe-2e^-=Fe²⁺，F(xiàn)e²⁺做還原劑．
（5）在陰極附近溶液pH升高的原因是（用電極反應(yīng)式解釋）2H⁺+2e^-=H₂↑．溶液中同時生成的沉淀還有Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)外界條件對平衡的影響來確定平衡移動方向，從而確定離子濃度大小和溶液顏色變化；
（2）根據(jù)判斷平衡狀態(tài)的方法：V_正=V_逆，或各組分的濃度保持不變則說明已達平衡；
（3）根據(jù)氧化還原反應(yīng)確定生成物并配平，所以離子反應(yīng)方程式為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（4）用Fe做電極進行電解，陽極發(fā)生Fe-2e^-=Fe²⁺，生成的亞鐵離子與Cr₂O₇^2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)被還原為Cr³⁺然后生成Cr（OH）₃沉淀除去；
（5）陰極氫離子得電子生成氫氣，所以溶液pH升高，同時生成鐵離子也轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀．

解答 解：（1）c（H⁺）增大，平衡2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O右移，溶液呈橙色，故答案為：橙；
（2）平衡時各物質(zhì)的濃度不再改變，即溶液的顏色不再改變，故選：C；
（3）第②步中反應(yīng)的離子方程式：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（4）用Fe做電極進行電解，陽極發(fā)生Fe-2e^-=Fe²⁺，生成的亞鐵離子與Cr₂O₇^2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)被還原為Cr³⁺然后生成Cr（OH）₃沉淀除去，故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺，F(xiàn)e²⁺做還原劑； 
（5）陰極氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，同時生成鐵離子也轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；Fe（OH）₃．

點評 本題主要考查了化學(xué)平衡移動原理、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)原理可進行解答．