Question

4．工业上从含有Cr₂O₇^2-和Cr³⁺的废水中回收铬的工艺流程如图所示：

己知：①2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O；
②常温下，K_sp[（Fe（OH）₃]=4.0×10^-38；K_sp[（Cr（OH）₃]=1.0×10^-32
③当离子浓度小于1.0×10^-5mol•L^-1时，认为沉淀完全
请回答下列问题：
（1）酸化后的溶液A显橙色．
（2）配制FeSO₄溶液时，除了加水外还需要加入的试剂是铁粉、硫酸（填试剂名称）．
（3）向溶液A中加入FeSO₄溶液发生反应的离子方程式为Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
（4）沉淀C的化学式为Fe（OH）₃，要使Cr³⁺沉淀完全pH2值至少为5．

Answer 1

分析 含有Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的废水经酸化后主要转化为Cr₂O₇^2-，Cr₂O₇^2-具有强氧化性，加入还原性的亚铁离子，将其还原为Cr³⁺，本身被氧化成Fe³⁺，然后依据溶度积常数调节pH₁使Fe³⁺沉淀，过滤得沉淀C为Fe（OH）₃，滤液含Cr³⁺，再依据溶度积常数调节pH₂使Cr³⁺沉淀，据此分析解答；
（1）根据2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O，酸化平衡正向移动分析；
（2）防止亚铁离子氧化，还要抑制亚铁离子水解，据此解答即可；
（3）亚铁离子具有还原性，铬酸根具有强氧化性，据此书写离子反应方程式即可；
（4）根据以上分析，沉淀C的化学式为Fe（OH）₃；当离子浓度小于1.0×10^-5 mol•L^-1时，认为沉淀完全，据此解答即可．

解答 解：（1）因为2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O，所以酸化平衡正向移动，则酸化后的溶液A显橙色；故答案为：橙；
（2）防止亚铁离子氧化，并抑制水解，则配制FeSO₄溶液时，需加入少量铁粉和稀硫酸，
故答案为：铁粉、硫酸；
（3）依据分析可知：溶液A含有Cr₂O₇^2-，具有强氧化性，能氧化亚铁离子为铁离子，离子反应方程式为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，故答案为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（4）根据以上分析，沉淀C的化学式为Fe（OH）₃；当离子浓度小于1.0×10^-5 mol•L^-1时，认为沉淀完全，故铬离子完全沉淀时有：1×10^-5×c（OH）³=1.0×10^-32，解得c（OH）=$\root{3}{\frac{1.0×10{\;}^{-32}}{1×10{\;}^{-5}}}$=10^-9，即pH≥5完全沉淀，所以要使Cr³⁺沉淀完全pH2值至少为5，故答案为：Fe（OH）₃；5．

点评 本题主要考查的是金属的回收与资源利用，涉及氧化还原反应、化学反应平衡移动原理、离子反应方程式书写等，难度不大．