Question

環(huán)境中常見的重金屬污染物有：汞、鉛、錳、鉻、鎘。處理工業(yè)廢水中含有的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，常用的方法為還原沉淀法，該法的工藝流程為CrO₄^2-H＋①轉(zhuǎn)化Cr₂O₇^2-Fe2＋②還原Cr^3＋OH－③沉淀Cr(OH)₃↓。
其中第①步存在平衡2CrO₄^2- (黃色)＋2H^＋Cr₂O₇^2- (橙色)＋H₂O。
(1)寫出第①步反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式                                        。
(2)關(guān)于第①步反應(yīng)，下列說法正確的是       。
A．通過測定溶液的pH可以判斷反應(yīng)是否已達到平衡狀態(tài)
B．該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)
C．強酸性環(huán)境，溶液的顏色為橙色
(3)第②步中，還原0.1 mol Cr₂O₇^2-，需要        mol的FeSO₄·7H₂O。
(4)第③步除生成Cr(OH)₃外，還可能生成的沉淀為       。
(5)在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)₃(s) Cr^3＋(aq)＋3OH^－(aq)，常溫下，Cr(OH)₃的溶度積K_sp＝10^－32，當c(Cr^3＋)降至10^－5 mol/L，認為c(Cr^3＋)已經(jīng)完全沉淀，現(xiàn)將第③步溶液的pH調(diào)至4，請通過計算說明Cr^3＋是否沉淀完全(請寫出計算過程)：                                                               。

Answer 1

(1)K＝
(2)AC
(3)0.6
(4)Fe(OH)₃
(5)當pH調(diào)至4時，c(OH^－)＝10^－10 mol/L，c(Cr^3＋)＝10^－32/c³(OH^－) ＝10^－2 mol/L＞10^－5 mol/L，因此Cr^3＋沒有沉淀完全

(1)因H₂O是純液態(tài)物質(zhì)，其濃度視為常數(shù)，故第①步反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K＝c(Cr₂O₇^2-)/[c²(CrO₄^2-)·c²(H^＋)]。
(2)利用反應(yīng)①可知，反應(yīng)正向進行時，溶液pH增大，故pH不變時說明反應(yīng)達到平衡，A項正確；CrO₄^2-和Cr₂O₇^2-中Cr均為＋6價，該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，B項錯誤；在酸性環(huán)境中，溶液中c(Cr₂O₇^2-)較大，溶液呈橙色，C項正確。
(3)在第②步反應(yīng)中Cr₂O₇^2-被還原為Cr^3＋，0.1 mol Cr₂O₇^2-被還原時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1 mol×2×(6－3)＝0.6 mol，而還原劑Fe^2＋被氧化為Fe^3＋，故需要消耗0.6 mol FeSO₄·7H₂O。
(4)在第②步反應(yīng)中Fe^2＋被氧化為Fe^3＋，故第③步還有Fe(OH)₃生成。