Question

【題目】Cr2O72-、Cr3+對(duì)環(huán)境具有極強(qiáng)的污染性，含有Cr2O72-、Cr3+的工業(yè)廢水常采用NaOH沉淀方法除去。

已知：①常溫下，Cr3+完全沉淀(c≤1.0×105 mol· L1) 時(shí)，溶液的pH為5；NaOH過量時(shí)Cr(OH)3溶解生成CrO2-②Cr2O72-還原產(chǎn)物為Cr3+。

請(qǐng)回答下列問題：

（1）寫出Cr(OH)3溶于NaOH的離子方程式______________________

（2）常溫下，Cr(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp[Cr(OH)3]=___________。

（3）常溫下，向50 mL 0.005 mol·L1的Cr2(SO4)3溶液中加入0.24 mol·L1的NaOH溶液50 mL，充分反應(yīng)后，溶液pH為______。

（4）為了測(cè)定工業(yè)廢水中Na2Cr2O7的濃度，進(jìn)行如下步驟：

Ⅰ．取100 mL濾液；

Ⅱ．用c mol·L1的標(biāo)準(zhǔn)KMnO4酸性溶液滴定b mL一定濃度的FeSO4溶液，消耗KMnO4溶液b mL；

Ⅲ．取b mL濾液，用上述FeSO4溶液滴定，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗d mL FeSO4溶液。

①步驟Ⅱ中的滴定過程應(yīng)選用_______(填“酸式”或“堿式”)滴定管，滴定管裝液前的操作是_______。

②步驟Ⅲ的濾液中Na2Cr2O7的含量為_______mol·L1。

（5）利用圖示裝置（均為惰性電極）電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，圖中右側(cè)電極連接電源的______極，Na2CrO4生成Na2Cr2O7的離子方程式_______________________。若左側(cè)電極產(chǎn)生標(biāo)況下2.24L的氣體，則通過交換膜的鈉離子的數(shù)目為___________________

。

Answer 1

【答案】Cr(OH)3+OH-CrO2-+2H2O 1.0×1032 13 酸式 潤洗 5cd/6b 正 2CrO4-+2H+Cr2O72- +H2O 0.2NA（1.204×1023）

【解析】

（1）Cr（OH）3溶于NaOH溶液反應(yīng)生成NaCrO2；

（2）根據(jù)Ksp[Cr（OH）3]=c（Cr3+）c3（OH-）進(jìn)行計(jì)算；

（3）根據(jù)pH值的定義進(jìn)行計(jì)算；

（4）①酸性高錳酸鉀溶液，具有強(qiáng)氧化性，需選用酸式滴定管，滴定管裝液前的操作是潤洗；

②根據(jù)MnO4-～5Fe2+、Cr2O72-～6Fe2+計(jì)算Na2Cr2O7的含量；

（5）根據(jù)2H2O+2e－=2OH－+H2↑，所以左側(cè)為陰極，右側(cè)為陽極，電解池陽極與外電源的正極相連；陽極區(qū)水放電，產(chǎn)生大量的H+使Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7；

（1）由題意可知，NaOH過量時(shí)Cr(OH)3溶解生成CrO2-，反應(yīng)的離子方程式為：Cr（OH）3+OH-CrO2-+2H2O，

故答案為：Cr（OH）3+OH-CrO2-+2H2O。

（2）常溫下，Cr3+完全沉淀（c≤1.0×10-5molL-1）時(shí)pH為5，則c（H+）=10-5mol/L，c（OH-）=10-9molL-1，c（Cr3+）=1.0×10-5molL-1，則Cr（OH）3的溶度積常數(shù)Ksp[Cr（OH）3]=c（Cr3+）c3（OH-）=1.0×10-32mol4L-4，故答案為：1.0×10-32。

（3）50mL0.005mol·L1的Cr2(SO4)3溶液中加入0.24mol·L1的NaOH溶液50mL，則混合后溶液中的c（Cr3+）=0.005mol·L1，c（OH-）=0.12mol·L1，發(fā)生反應(yīng)：Cr3++3OH-=Cr（OH）3，則反應(yīng)后的c（OH-）=0.12mol·L1-0.015mol·L1=0.105 mol·L1，所以充分反應(yīng)后，溶液的pH=14-pOH=14+lgc（OH-）=13，故答案為：13。

（4）①步驟Ⅱ中所以的標(biāo)準(zhǔn)溶液為酸性高錳酸鉀溶液，具有強(qiáng)氧化性，需選用酸式滴定管，滴定管裝液前的操作是潤洗，故答案為：酸式，潤洗。

②cmol·L1的標(biāo)準(zhǔn)KMnO4酸性溶液滴定bmL一定濃度的FeSO4溶液，消耗KMnO4溶液bmL，Mn從+7價(jià)降為+2價(jià)，Fe從+2價(jià)升為+3價(jià)，根據(jù)得失電子守恒，存在反應(yīng)關(guān)系：MnO4-～5Fe2+，則滴定所用的FeSO4的濃度為c（Fe2+）=5cmol/L，取bmL濾液，用上述FeSO4溶液滴定，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗dmLFeSO4溶液，Cr從+6價(jià)降為+3價(jià)，Fe從+2價(jià)升為+3價(jià)，根據(jù)得失電子守恒，存在反應(yīng)關(guān)系：Cr2O72-～6Fe2+，則bmL溶液中Na2Cr2O7的含量為1/6×5c×d/b=5cd/6bmol/L，故答案為：5cd/6b。

（5）根據(jù)裝置圖分析，圖中右側(cè)Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7，左側(cè)NaOH稀溶液轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>NaOH濃溶液，則發(fā)生的反應(yīng)為：2H2O+2e－=2OH－+H2↑，所以左側(cè)為陰極，右側(cè)為陽極，電解池陽極與外電源的正極相連；陽極區(qū)水放電，產(chǎn)生大量的H+使Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7，離子方程式為：2CrO4-+2H+Cr2O72-+H2O；span>若左側(cè)電極產(chǎn)生標(biāo)況下2.24L即0.1mol的氣體時(shí)，則通過交換膜的鈉離子為0.2mol，鈉離子的數(shù)目為0.2NA（或1.204×1023），故答案為：0.2NA（1.204×1023）。