Question

(15分)含鉻污水處理是污染治理的重要課題。污水中鉻元素以Cr2O72-和CrO42-形式存在，常見(jiàn)除鉻基本步驟是：

 

（1）加酸可以使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-： 2CrO42- + 2H+ Cr2O72- + H2O

若常溫下pH=1溶液中Cr2O72-濃度為0．1 mol?L-1，Cr2O72-濃度是CrO42-濃度的10倍，該化學(xué)平衡常數(shù)K= 。

（2）六價(jià)鉻的毒性大約是三價(jià)鉻的100倍，二氧化硫還原法是在酸性溶液中通SO2將Cr2O72-還原，反應(yīng)的離子方程式為 。而后再加堿將Cr3+沉淀，已知常溫下Ksp［Cr(OH)3］ =10-32,要使c(Cr3+)降低到10-5mol?L-1，溶液的pH應(yīng)升高到 。

（3）電解還原法是利用電解產(chǎn)生的Fe2+將Cr2O72-還原為Cr3+．電解裝置所用的電極材料是碳棒和鐵片，其中鐵片連接直流電源的 極。

（4）Cr(OH)3為綠色粘性沉淀，類似于Al(OH)3既溶于酸又能溶于強(qiáng)堿溶液。Cr(OH)3溶于稀硫酸的化學(xué)方程式為 。往100．00mL 0．1000 mol?L-1CrCl3溶液滴加1．000mol?L-1NaOH溶液, 請(qǐng)畫(huà)出生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系圖:

 

 

Answer 1

（1）．1．0×105 （2）3SO2 + Cr2O72- + 2H+ = 2Cr3+ + 3SO42- + H2O 5

（3） 正；4） 2Cr(OH)3 + 3H2SO4 = 2Cr2(SO4)3 + 3H2O。

。

【解析】

試題分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)。（2）在酸性溶液中通SO2將Cr2O72-還原為Cr3+，根據(jù)電子守恒及電荷守恒、原子守恒可得反應(yīng)的離子方程式為3SO2 + Cr2O72- + 2H+ = 2Cr3+ + 3SO42- + H2O；常溫下Ksp［Cr(OH)3］ =10-32, c(Cr3+)=10-5mol/L,c3(OH-)=10-32÷10-5=10-27．所以c(OH-)=10-9mol/L．則c(H+)=Kw÷c(OH-)=10-5mol/L,因此pH=5。（3）電解還原法是利用電解產(chǎn)生的Fe2+將Cr2O72-還原為Cr3+．電解裝置所用的電極材料是碳棒和鐵片，其中鐵片若要失去電子變?yōu)镕e2+，則鐵片要與電源的正極連接。Cr(OH)3與稀硫酸反應(yīng)化學(xué)方程式為2Cr(OH)3 + 3H2SO4 = 2Cr2(SO4)3 + 3H2O。n(Cr3+)=0．1L×0．100mol/L=0．01mol．向該溶液中加入NaOH首先發(fā)生反應(yīng)：Cr3＋＋3OH-＝Cr(OH)3↓當(dāng)n(NaOH)= 0．03mol，即NaOH的體積為30ml時(shí)沉淀達(dá)到最大值，再加入NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)：Cr(OH)3+ OH-= CrO2-+ 2H2O，此時(shí)又消耗NaOH的物質(zhì)的量為0．01mol,即再消耗10ml．，達(dá)到40ml時(shí)，沉淀完全溶解。之后再滴加NaOH溶液，也不會(huì)發(fā)生反應(yīng)。生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系圖為。

考點(diǎn)：考查化學(xué)沉淀溶解平衡、平衡常數(shù)的計(jì)算、兩性氫氧化物與堿反應(yīng)的計(jì)算的知識(shí)。