Question

【題目】工業廢水中常含有一定量的Cr2O72－和CrO42－，它們會對人類及生態系統產生很大的傷害，必須進行處理。常用的處理方法有還原沉淀法，該法的工藝流程為：

（1）制備該工藝流程需用Fe2+

甲同學方案：

用部分生銹的廢鐵屑與稀硫酸反應制備Fe2+，檢驗溶液中是否含有Fe3+試劑是______。

A．鐵氰化鉀 B．硫氰化鉀 C．酸性高錳酸鉀溶液

制備中除發生反應Fe+2H+ Fe2++H2↑外,其他可能反應的離子方程式為__________。　

乙同學方案：

把一塊純凈的鐵片插入裝有稀硫酸的燒杯里，可觀察到鐵片上有氣泡，在平行插入一塊銅片，可觀察到銅片上______（填“有”或“沒有”）氣泡產生，再用導線把鐵片和銅片連接起來，組成一個原電池，正極的電極反應式為______________________。

（2）工藝流程中第①步存在平衡：2CrO42－(黃色)+2H+Cr2O72－(橙色)+H2O，若平衡體系的pH=2，則溶液顯________色。

（3）工藝流程中第②步中，還原1mol Cr2O72－離子，需要_______mol的FeSO4·7H2O。

（4）工藝流程中第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Ksp＝10－32，要使c(Cr3+)降至10－5mol/L，溶液的pH應調至__________。

Answer 1

【答案】 B Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+3Fe2+ 沒有 2H++2e-═H2↑ 橙 6 5

【解析】（1）甲同學：鐵離子遇到KSCN溶液形成血紅色溶液；用部分生銹的廢鐵屑與稀硫酸反應制備Fe2＋，除發生反應Fe+2H＋═Fe2＋+H2↑外，其他可能反應為氧化鐵和酸反應生成鐵離子，鐵離子和鐵反應生成亞鐵離子；乙同學：銅和稀硫酸不反應，鐵和稀硫酸反應生成氫氣，用導線把鐵片和銅片連接起來，組成一個原電池，正極的電極反應為氫離子得到電子生成氫氣；（2）外界條件對平衡的影響來確定平衡移動方向，從而確定離子濃度大小和溶液顏色變化；（3）氧化還原反應中得失電子守恒來計算；（4）溶度積常數以及水的離子積常數來進行計算；

（1）甲同學：鐵離子遇到KSCN溶液形成血紅色溶液，故檢驗溶液中是否含有Fe3＋試劑選B，用部分生銹的廢鐵屑與稀硫酸反應制備Fe2＋，除發生反應Fe+2H＋═Fe2＋+H2↑外，氧化鐵和酸反應生成鐵離子，鐵離子和鐵反應生成亞鐵離子，反應的離子方程式為：Fe2O3+6H＋=2Fe3＋+3H2O、Fe+2Fe3＋=3Fe2＋，乙同學：銅和稀硫酸不反應，銅片上無氣體生成，鐵和稀硫酸反應生成氫氣，用導線把鐵片和銅片連接起來，組成一個原電池，正極的電極反應為氫離子得到電子生成氫氣，電解反應為：2H＋+2e－═H2↑；（2）c（H＋）增大，平衡2CrO42－(黃色)+2H+Cr2O72－(橙色)+H2O右移，溶液呈橙色；（3）根據電子得失守恒：n（Cr2O72－）×6=n（FeSO4·7H2O）×1，n（FeSO4·7H2O）=1mol×6/1=6mol，(4)當c（Cr3＋）=10-5mol·L－1時，溶液的c（OH－）= mol·L－1，c（H＋）═10-14/10-9=10-5mol·L－1，pH=5，即要使c（Cr3＋）降至10-5mol·L－1，溶液的pH應調至5。