Question

【题目】Cr2O72-、Cr3+对环境具有极强的污染性，含有Cr2O72-、Cr3+的工业废水常采用NaOH沉淀法除去。已知：①常温下，Cr3+完全沉淀(c≤1.0×105 mol· L1) 时，溶液的pH为5；NaOH过量时Cr(OH)3溶解生成CrO2-：Cr3++3OH Cr(OH)3 CrO2-+H++H2O。②CrO2-还原产物为Cr3+。③ lg3.3=0.50。请回答下列问题：

（1）常温下，Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]=__________。

（2）常温下，向50 mL 0.05 mol·L1的Cr2(SO4)3溶液中加入1.0 mol·L1的NaOH溶液50 mL，充分反应后，溶液pH为____________。

（3）为了测定工业废水中Na2Cr2O7的浓度，进行如下步骤：

Ⅰ．取100 mL滤液；

Ⅱ．用c mol·L1的标准KMnO4酸性溶液滴定b mL一定浓度的FeSO4溶液，消耗KMnO4溶液b mL；

Ⅲ．取b mL滤液，用上述FeSO4溶液滴定，达到滴定终点时，消耗d mL FeSO4溶液。

①步骤Ⅱ中的滴定过程应选用_______(填“酸式”或“碱式”)滴定管，滴定终点的现象是__________________。

②步骤Ⅲ的滤液中Na2Cr2O7的含量为_______mol·L1。

（4）Na2Cr2O7的含量也可以用一定难度的NaNO2溶液进行滴定。已知常温下HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4 ，NH3·H2O的电离常数Kb=1.7×10-5 。0.1 mol·L-1 NH4NO2溶液中各离子浓度由大到小的顺序是______________________。

Answer 1

【答案】1.0×10-32 13.5 酸式 溶液显紫色 c(NO2-)>c(NH4+)>c(H＋)>c(OH-)

【解析】

（1）Cr3+完全沉淀（c≤1.0×10-5 mol/L） 时，溶液的pH为5，据此计算Cr（OH）3的溶度积常数；

（2）50mL 0.05mol/L的Cr2（SO4）3溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液50mL，则混合后溶液中c（Cr3+）=0.05mol/L，c（OH-）=0.5mol/L，发生反应：Cr3++3OH-═Cr（OH）3，根据方程式计算；

（3）①酸性高猛酸钾溶液，具有强氧化性，需选用酸式滴定管，滴定终点的现象是溶液显紫色；

②根据氧化还原反应，结合电子得失守恒关系进行相关计算；

（4）根据NH4+和NO2-的水解程度相对大小判断NH4NO2的酸碱性，再根据电荷守恒分析离子浓度大小，根据HNO2的电离平衡常数计算NO2-的水解常数。

(1)常温下，Cr3+完全沉淀(c1.0×105 mol/L) 时，溶液的pH为5，溶液中c(OH)=109mol/L，c(Cr3+)=105mol/L，则常温下,Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)c3(OH)=1.0×1032；

故答案为：1.0×10-32；

(2)50mL 0.05mol/L的Cr2(SO4)3溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液50mL，则混合后溶液中c(Cr3+)=0.05mol/L，c(OH)=0.5mol/L，发生反应：Cr3++3OH═Cr(OH)3，则反应后c(OH)=0.5mol/L0.15mol/L=0.35mol/L，所以充分反应后，溶液pH=14pOH=14+lgc(OH)=13.5；

故答案为：13.5；

(3)①步骤Ⅱ中所用的标准液为酸性高猛酸钾溶液，具有强氧化性，需选用酸式滴定管，滴定终点的现象是溶液显紫色；

故答案为：酸式；溶液显紫色；

②c mol/L的标准KMnO4酸性溶液滴定b mL一定浓度的FeSO4溶液，消耗KMnO4溶液b mL，Mn从+7价降为+2价，Fe从+2价升为+3价，根据电子得失守恒，存在反应关系：MnO45Fe2+，则滴定所用的FeSO4的浓度为c(Fe2+)=5cmol/L，取b mL滤液，用上述FeSO4溶液滴定，达到滴定终点时，消耗d mL FeSO4溶液，Cr从+6价降为+3价，Fe从+2价升为+3价，根据电子得失守恒，存在反应关系：Cr2O726Fe2+，则bmL溶液中Na2Cr2O7的含量为；

故答案为：；

(4)NH4+的水解平衡常数为Kh(NH4+)= =5.88×1010，NO2的水解平衡常数为Kh= =1.4×1011，可见NH4+水解程度相对较大，所以溶液呈酸性，c(H＋)>c(OH-)，根据电荷守恒：c(NH4+)+c(H+)=c(OH)+c(NO2)，则有c(NO2-)>c(NH4+)>c(H＋)>c(OH-)；

故答案为：c(NO2-)>c(NH4+)>c(H＋)>c(OH-)。