题目

题型：不详难度：来源：

（每空格3分，计18分）工业废水中常含有一定量的Cr₂O₇^2—和CrO₄^2—，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。
方法1：还原沉淀法
该法的工艺流程为

其中第①步存在平衡：2CrO₄^2—（黄色）+2H⁺Cr₂O₇^2—（橙色）+H₂O
（1）若平衡体系的pH=2，则溶液显           色.
（2）第②步中，还原1mol Cr₂O₇^2—离子，需要________mol的FeSO₄·7H₂O。
（3）第③步生成的Cr(OH)₃在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：
Cr(OH)₃(s)Cr³⁺(aq)+3OH^—(aq)
常温下，Cr(OH)₃的溶度积Ksp＝c(Cr³⁺)·c³(OH^—)＝10^-32，要使c(Cr³⁺)降至10^-5mol/L，溶液的pH应调至         。
方法2：电解法
该法用Fe做电极电解含Cr₂O₇^2—的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)₃沉淀。
（4）用Fe做电极的阳极反应式为：
                                                          。
（5）在阴极附近溶液pH升高的原因是（用电极反应解释）                      。溶液中同时生成的沉淀还有                    。

答案

（每格3分计18分）（1）橙 （2）6 （3）5
（4） Fe－2e^－＝Fe²⁺
（5）2H⁺+2e－＝H₂↑ Fe(OH)₃

解析

分析：（1）根据外界条件对平衡的影响来考虑平衡移动方向，从而确定离子浓度大小，进而确定颜色变化；
（2）判断平衡状态的方法：V_正=V_逆，或各组分的浓度保持不变，即能变的量保持不变则说明已达平衡；
（3）根据得失电子守恒来计算；
（4）根据溶度积常数进行计算；
（5）阳极是活性电极时，阳极本身失电子，生成阳离子；
（6）溶液PH升高的原因是溶液中氢离子浓度减少，即氢离子在阴极得电子，PH升高，氢氧根离子浓度增大，离子浓度幂的乘积大于溶度积，所以金属阳离子会生成氢氧化物沉淀．
解答：解：（1）c（H⁺）增大，平衡2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O右移，溶液呈橙色；
（2）平衡时各物质的浓度不再改变，即溶液的颜色不再改变；
（3）根据电子得失守恒可知，还原1molCr₂O₇^2-离子得到Cr³⁺，得电子：2×（6-3）═6mol，需要FeSO₄?7H₂O的物质的量为：6÷（3-2）═6；
（4）当c（Cr³⁺）=10^-5mol/L时，溶液的c（OH^-）==10^-9mol/L，c（H⁺）═
，pH=5，即要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH应调至5；
（5）在电解法除铬中，铁作阳极，阳极反应为Fe-2e^-═Fe²⁺，以提供还原剂Fe²⁺；
（6）在阴极附近溶液pH升高的原因是水电离产生的H⁺放电生成H₂的同时，大量产生了OH^-，所以溶液中的Fe³⁺也将转化为Fe（OH）₃沉淀．
故答案为：（1）橙；（2）c；（3）6；（4）5；（5）阳极反应为Fe-2e^-═Fe²⁺，提供还原剂Fe²⁺；（6）2H⁺+2e^-═H₂↑；Fe（OH）₃．
点评：本题综合考查了化学平衡原理、氧化还原反应、沉淀溶解平衡和电化学知识等内容．分析时要根据题给信息，结合相关原理进行解答．