Question

【題目】含有K2Cr2O7的廢水具有較強的毒性，工業(yè)上常用鋇鹽沉淀法處理含有 K2Cr2O7 的廢水并回收重鉻酸，具體的流程如下：

已知：CaCr2O7、BaCr2 O7 易溶于水，其它幾種鹽在常溫下的溶度積如下表所示。

物質(zhì)	CaSO4	CaCrO4	BaCrO4	BaSO4
溶度積	9.1106	2.30 102	1.17 1010	1.08 1010

(1)用離子方程式表示K2Cr2O7溶液中同時存在 K2CrO4的原因(將離子方程式補充完整)：______Cr2O72-+__________CrO42+______

(2)向濾液 1 中加入 BaCl2 2H2O 的目的是使 CrO42- 從溶液中沉淀出來。

①結(jié)合上述流程說明熟石灰的作用：_____。

②結(jié)合表中數(shù)據(jù)，說明選用Ba2 不選用Ca2處理廢水的理由：_____。

③ 研究溫度對CrO42 沉淀效率的影響。實驗結(jié)果如下：在相同的時間間隔內(nèi)，不同溫度下CrO42- 的沉淀率(沉淀率如圖所示)

已知：

CrO42- 的沉淀效率隨溫度變化的原因是_____。

(3)向固體2中加入硫酸，回收重鉻酸。

①硫酸濃度對重鉻酸的回收率如下圖(左)所示。結(jié)合化學平衡移動原理，解釋使用 0.450 mol/L 的硫酸時，重鉻酸的回收率明顯高于使用 0.225 mol/L 的硫酸的原因：_____。

②回收重鉻酸的原理如上圖(右)所示。當硫酸濃度高于0.450 mol/L時，重鉻酸的回收率沒有明顯變化，其原因是_____。

(4)綜上所述，沉淀BaCrO4進一步回收重鉻酸的效果與_____、_____、有關(guān)。

Answer 1

【答案】1 1H2O 2 2 H+ 沉淀SO42－；調(diào)節(jié)溶液pH，使Cr2O72－轉(zhuǎn)化為CrO42－而沉淀 溫度升高，沉淀速率加快 BaCrO4比CaCrO4更難溶，可以使CrO42－沉淀更完全 c(H2SO4)增大，則c(SO42－)增大，與Ba2+生成沉淀，促進BaCrO4 Ba2+ +CrO42－平衡右移，c(CrO42－)增大；同時，c(H+)也增大，共同促進Cr2O72－+ H2O 2CrO42－ + 2H+ 平衡左移，有利于生成更多的H2Cr2O7 BaSO4與BaCrO4溶解度接近，c(H2SO4)越大，越有利于生成BaSO4，包裹在BaCrO4外，使其難于接觸H2SO4，阻礙重鉻酸生成 溶液pH H2SO4濃度

【解析】

含有K2Cr2O7的廢水同時含有SO42，加入適量熟石灰過濾得到的固體1為硫酸鈣和濾液1，向濾液1中加入BaCl22H2O的目的是使CrO42從溶液中沉淀出來，過濾得到固體2為BaCrO4，向固體2中加入硫酸，回收重鉻酸，同時生成固體3為硫酸鋇沉淀。

(1). K2Cr2O7溶液中同時存在K2CrO4的原因是重鉻酸根離子在水溶液中存在化學平衡生成鉻酸根離子和氫離子，反應(yīng)的離子方程式為Cr2O72+H2O2CrO42+2H+；

(2). ①.根據(jù)表中物質(zhì)的溶度積常數(shù)可知，熟石灰的作用是沉淀硫酸根離子，調(diào)節(jié)溶液pH使Cr2O72轉(zhuǎn)化為CrO42；

②.根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，BaCrO4比CaCrO4更難溶，所以選用Ba2+處理廢水可以使CrO42沉淀更完全；

③.根據(jù)圖象可知，CrO42的沉淀率隨溫度升高增大，原因是溫度升高，沉淀速率加快；

(3). ①. c(H2SO4)增大，則c(SO42－)增大，與Ba2+生成沉淀，促使BaCrO4(s)Ba2+(aq)+CrO42(aq)平衡右移，使c(CrO42)增大，同時c(H+)也增大，共同促使Cr2O72+H2O2CrO42+2H+平衡左移，可以生成更多的H2Cr2O7；

②.根據(jù)表中各物質(zhì)的溶度積常數(shù)可知，BaSO4與BaCrO4溶解度比較接近，c(H2SO4)越大，越有利于生成BaSO4，包裹在BaCrO4外，使其難與H2SO4接觸，阻礙重鉻酸生成；

(4).根據(jù)上述分析可知，沉淀BaCrO4進一步回收重鉻酸的效果與溫度、濃度、溶液pH、硫酸濃度、沉淀顆粒等有關(guān)，受到溶液pH、溫度、H2SO4濃度、BaCrO4顆粒大小等因素的影響。