Question

工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr₂O

2- 7

和CrO

2- 4

，它們會(huì)對(duì)人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害，必須進(jìn)行處理．常用的處理方法有兩種．
方法1：還原沉淀法
該法的工藝流程為：CrO

2- 4

H+

①轉(zhuǎn)化

Cr₂O

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Fe2+

②還原

Cr³⁺

OH-

③沉淀

Cr（OH）₃↓
其中第①步存在平衡：2CrO

2- 4

（黃色）+2H⁺?Cr₂O

2- 7

（橙色）+H₂O
（1）若平衡體系的pH=2，該溶液顯

橙

色．
（2）能說明第①步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是

c

．
a．Cr₂O

2- 7

和CrO

2- 4

的濃度相同
b．2v（Cr₂O

2- 7

）=v（CrO

2- 4

）
c．溶液的顏色不變
（3）第②步中，還原1molCr₂O

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離子，需要

6

mol的FeSO₄?7H₂O．
（4）第③步生成的Cr（OH）₃在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr（OH）₃（s）??Cr³⁺（aq）+3OH^-（aq）
常溫下，Cr（OH）₃的溶度積K_sp=c（Cr³⁺）?c³（OH^-）=10^-32，要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH應(yīng)調(diào)至

5

．
方法2：電解法
該法用Fe做電極電解含Cr₂O

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的酸性廢水，隨著電解進(jìn)行，在陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr（OH）₃沉淀．
（5）用Fe作電極的原因?yàn)?!--BA-->

陽極反應(yīng)為Fe-2e^-=Fe²⁺，提供還原劑Fe²⁺；

．
（6）在陰極附近溶液PH升高的原因是（用電極方程式解釋）

2H⁺+2e^-═H₂↑

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)外界條件對(duì)平衡的影響來確定平衡移動(dòng)方向，從而確定離子濃度大小和溶液顏色變化；
（2）根據(jù)判斷平衡狀態(tài)的方法：V_正=V_逆，或各組分的濃度保持不變則說明已達(dá)平衡；
（3）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒來計(jì)算；
（4）根據(jù)溶度積常數(shù)以及水的離子積常數(shù)來進(jìn)行計(jì)算；
（5）陽極是活性電極時(shí)，陽極本身失電子，生成陽離子；
（6）溶液PH升高的原因是溶液中氫離子濃度減少，即氫離子在陰極得電子，PH升高，．

解答：解：（1）c（H⁺）增大，平衡2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O右移，溶液呈橙色，故答案為：橙；
（2）平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度不再改變，即溶液的顏色不再改變，故選：C；
（3）根據(jù)電子得失守恒：n（Cr₂O₇^2-）×6=n（FeSO₄?7H₂O）×1，n（FeSO₄?7H₂O）=

1mol×6

1

=6mol，故答案為：6；
（4）當(dāng)c（Cr³⁺）=10^-5mol/L時(shí)，溶液的c（OH^-）=

3	10-32 10-5

=10^-9 mol/L，c（H⁺）═

10-14

10-9

=10^-5mol/L，pH=5，即要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH應(yīng)調(diào)至5，故答案為：5
（5）在電解法除鉻中，鐵作陽極，陽極反應(yīng)為Fe-2e^-═Fe²⁺，以提供還原劑Fe²⁺，
故答案為：陽極反應(yīng)為Fe-2e^-=Fe²⁺，提供還原劑Fe²⁺；
（6）在陰極附近溶液pH升高的原因是水電離產(chǎn)生的H⁺放電生成H₂：2H⁺+2e^-═H₂↑；
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了鉻及其化合物的性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)、沉淀溶解平衡和電化學(xué)知識(shí)等內(nèi)容，難度中等，抓住題目信息是解題的關(guān)鍵．