Question

某种工业废水中含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它们易被人体吸收积累而导致肝癌．污水处理厂常用还原沉淀法处理含铬废水，其流程如下：
Cr₄^2-

H+

①转化

CrO₇^2-

Fe2+

②还原

Cr³⁺

OH-

③沉淀

Cr（OH）₃↓
2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺═Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
①Cr₂O₇^2-中Cr的化合价是

 

．
②若平衡体系的pH=10，则溶液显

 

色．
（2）第②步发生反应的离子方程式为

 

，还原1mol Cr₂O₇^2-离子，需要

 

mol的FeSO₄?7H₂O；
（3）常温下，Cr（OH）₃的溶度积Ksp=10^-32，要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH应调至

 

．

Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,氧化还原反应

专题：氧化还原反应专题,电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）①根据氧元素的化合价来确定Cr的化合价；
②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）根据已知的反应物和生成物，结合元素守恒及电荷守恒书写离子方程式；根据得失电子守恒来计算；
（3）根据溶度积常数进行计算．

解答： 解：（1）①Cr₂O₇^2-中O的化合价为-2价，由离子中元素化合价的代数和等于所带电荷数可得，Cr的化合价为+6，故答案为：+6；
②若平衡体系的pH=10，溶液显碱性，氢氧根离子与氢离子反应，则c（H⁺）减小，平衡2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O左移，溶液呈黄色，
故答案为：黄；
（2）第②步中Cr₂O₇^2-与Fe²⁺反应生成Fe³⁺和Cr³⁺，其反应的离子方程式为：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；根据电子得失守恒可知，还原1molCr₂O₇^2-离子得到Cr³⁺，得电子为2×（6-3）=6mol，需要FeSO₄?7H₂O的物质的量为6÷（3-2）=6mol，
故答案为：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；6；
（3）当c（Cr³⁺）=10^-5mol/L时，溶液的c（OH^-）=

3	10-32 10-5

=10-9mol/L，c（H⁺）═

10-14

10-9

=10-5mol/L，则pH=5，即要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH应调至5，
故答案为：5．

点评：本题综合考查了化学平衡原理、氧化还原反应、离子方程式的书写、沉淀溶解平衡和Ksp的有关计算等内容，侧重于反应原理的应用的考查，分析时要根据题给信息，结合相关原理进行解答，题目难度中等．