Question

【题目】环境中常见的重金属污染物有汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中含有的和常用的方法是还原沉淀法，该法的工艺流程为 Cr3＋Cr(OH)3。

其中第①步存在平衡：2 (黄色)＋2H＋ (橙色)＋H2O。

(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________(填序号)。

A．通过测定溶液的pH可以判断反应是否已达到平衡状态

B．该反应为氧化还原反应

C．在强酸性环境下，溶液的颜色为橙色

(3)第②步反应中，还原0.1 mol，需要________mol FeSO4·7H2O。

(4)第③步反应除生成Cr(OH)3沉淀外，还可能生成的沉淀为________。

(5)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的溶度积常数Ksp＝10－32，当溶液中Cr3＋的浓度降至10－5mol·L－1，认为Cr3＋已经完全沉淀。现将第③步反应后溶液的pH调至4，请通过计算说明Cr3＋是否沉淀完全(请写出计算过程)。____________

Answer 1

【答案】K＝AC0.6Fe(OH)3当pH调至4时，c(OH－)＝10－10mol·L－1，c(Cr3＋)＝10－32/c3(OH－)＝10－2mol·L－1＞10－5mol·L－1，因此Cr3＋没有沉淀完全

【解析】

(1)因H2O是纯液态物质，其浓度视为常数，故第①步反应的平衡常数表达式为K＝；(2)利用反应①可知，反应正向进行时，溶液pH增大，故pH不变时说明反应达到平衡，A项正确；CrO和Cr2O中Cr均为＋6价，该反应不是氧化还原反应，B项错误；在酸性环境中，溶液中c(Cr2O)较大，溶液呈橙色，C项正确，故答案为：AC；(3)在第②步反应中Cr2O被还原为Cr3＋，0.1 mol Cr2O被还原时转移电子的物质的量为0.1 mol×2×(6－3)＝0.6 mol，而还原剂Fe2＋被氧化为Fe3＋，故需要消耗0.6 mol FeSO4·7H2O，故答案为：0.6；(4)在第②步反应中Fe2＋被氧化为Fe3＋，故第③步还有Fe(OH)3生成，故答案为：Fe(OH)3；（5）当pH调至4时，[OH－]＝10－10 mol·L－1，[Cr3＋]＝10－32/[OH－]3 ＝10－2 mol·L－1>10－5 mol·L－1，因此Cr3＋没有沉淀完全。