Question

5．工業(yè)上常用還原沉淀法處理含鉻廢水（Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-），其流程為：
CrO${\;}_{4}^{2-}$$→_{①轉化}^{H+}$Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$$→_{②還原}^{Fe_{2}+}$Cr³⁺$→_{③沉淀}^{OH-}$Cr（OH）₃↓
已知：
（1）步驟①中存在平衡：2Cr O₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
（2）步驟③生成的Cr（OH）₃ 在溶液中存在沉淀溶解平衡：Cr（OH）₃（s）?Cr³⁺（aq）+3OH ^一（aq）
（3）常溫下，Cr（OH）₃ 的溶度積K_sp=10^-32；且當溶液中離子濃度小于10^-5 mol•L^-1 時可視作該離子不存在．下列有關說法中，正確的是（　�。�

• A． 步驟①中加酸，將溶液的pH 調節(jié)至2，溶液顯黃色，CrO₄^2-離子濃度增大
• B． 步驟①中當溶液呈現(xiàn)深黃色，且2v（CrO${\;}_{4}^{2-}$）=v（Cr₂O₇^2-）時，說明反應2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O 達到平衡狀態(tài)
• C． 步驟②中，若要還原1 mol Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$離子，需要6 mol（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O
• D． 步驟③中，當將溶液的pH 調節(jié)至4 時，可認為廢水中的鉻元素已基本除盡

Answer 1

分析 A．步驟①中加酸，氫離子濃度增大，平衡正向移動；
B.2v（CrO₄^2-）=v（Cr₂O₇^2-）時，正逆反應速率不等；
C．還原1 mol Cr₂O₇^2-離子，轉移電子為1mol×2×（6-3）=6mol，F(xiàn)e元素的化合價由+2升高為+3；
D．步驟③中，當將溶液的pH 調節(jié)至4 時，c（OH^-）=10^-10mol/L，結合Ksp計算．

解答 解：A．步驟①中加酸，氫離子濃度增大，平衡正向移動，則CrO₄^2-離子濃度減小，故A錯誤；
B.2v（CrO₄^2-）=v（Cr₂O₇^2-）時，正逆反應速率不等，則該反應不能達到平衡，故B錯誤；
C．還原1 mol Cr₂O₇^2-離子，轉移電子為1mol×2×（6-3）=6mol，F(xiàn)e元素的化合價由+2升高為+3，則由電子守恒可知需要6 mol（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O，故C正確；
D．步驟③中，當將溶液的pH 調節(jié)至4 時，c（OH^-）=10^-10mol/L，由Ksp可知，c（Cr³⁺）=$\frac{1{0}^{-32}}{（1{0}^{-10}）^{3}}$=10^-2mol/L，廢水中的鉻元素沒有除盡，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查化學平衡的影響因素，涉及反應速率、平衡移動、轉移電子計算、溶解度計算等，注重學生知識遷移應用能力的考查，題目難度中等．