题目

题型：不详难度：来源：

（16分）环境中常见的重金属污染有：汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中常含有的Cr₂O^2-₇和CrO^2-₄离子，常用的方法有两种。
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：

（1）写出第①步反应的平衡常数表达式                              。
（2）关于第①步反应，下列说法正确的是          。
A．通过测定溶液的pH值可以判断反应是否已达平衡状态
B．该反应为氧化还原反应
C．强酸性环境，溶液的颜色为橙色
（3）第②步中，还原0.1 molCr₂O^2-₇离子，需要      mol的FeSO₄·7H₂O。
（4）第③步除生成的Cr（OH）₃，还可能生成的沉淀为        。在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：常温下，Cr(OH)₃的溶度积K_sp=10^-32，当c(Cr³⁺)降至10^-5mol/L，认为c(Cr³⁺)已经完全沉淀，现将第③步溶液的pH值调至4，请通过计算说明Cr³⁺是否沉淀完全（请写出计算过程）
                                                                     
                                                                     
方法2：电解法
（5）实验室利用如图装置模拟电解法处理含Cr₂O^2-₇的废水，电解时阳极反应式为    ，阴极区反应式为         ，得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从水的电离平衡角度解释其原因是           。

答案

解析

⑴
⑵A C正确，B不正确，为非氧化还原反应；
⑶由电子得失守恒得：1molCr₂O₇^2―转移6mol电子，氧化6molFe^2＋ ,还原0.1 molCr₂O^2-₇离子，需要0.6mol的FeSO₄·7H₂O。
⑷Fe (OH)₃ ,PH=4，C(OH^― )=10^―10mol/ L,c(Cr^3＋)=10^―32/c²(OH^― )=10^―2mol/ L>10^―5mol/L,因此Cr^3＋没有沉淀完全。
⑸Fe―2e^―=Fe^2＋ ,2H^＋＋2e^―=H₂↑,在阴极附近溶液pH升高的原因是：2H^＋ + 2e^－ = H₂↑，阴极附近溶液c(H^＋)减小，pH升高，产生Cr(OH)₃沉淀。溶液中同时产生沉淀还有Fe(OH)₃