Question

【題目】環(huán)境中常見的重金屬污染物有汞、鉛、錳、鉻、鎘。處理工業(yè)廢水中含有的和常用的方法是還原沉淀法，該法的工藝流程為 Cr3＋Cr(OH)3。

其中第①步存在平衡：2 (黃色)＋2H＋ (橙色)＋H2O。

(1)寫出第①步反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：_________________________________。

(2)關(guān)于第①步反應(yīng)，下列說法正確的是________(填序號)。

A．通過測定溶液的pH可以判斷反應(yīng)是否已達(dá)到平衡狀態(tài)

B．該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)

C．在強(qiáng)酸性環(huán)境下，溶液的顏色為橙色

(3)第②步反應(yīng)中，還原0.1 mol，需要________mol FeSO4·7H2O。

(4)第③步反應(yīng)除生成Cr(OH)3沉淀外，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)Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)。常溫下，Cr(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp＝10－32，當(dāng)溶液中Cr3＋的濃度降至10－5mol·L－1，認(rèn)為Cr3＋已經(jīng)完全沉淀。現(xiàn)將第③步反應(yīng)后溶液的pH調(diào)至4，請通過計(jì)算說明Cr3＋是否沉淀完全(請寫出計(jì)算過程)。____________

Answer 1

【答案】K＝AC0.6Fe(OH)3當(dāng)pH調(diào)至4時(shí)，c(OH－)＝10－10mol·L－1，c(Cr3＋)＝10－32/c3(OH－)＝10－2mol·L－1＞10－5mol·L－1，因此Cr3＋沒有沉淀完全

【解析】

(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(dá)式為K＝；(2)利用反應(yīng)①可知，反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)，溶液pH增大，故pH不變時(shí)說明反應(yīng)達(dá)到平衡，A項(xiàng)正確；CrO和Cr2O中Cr均為＋6價(jià)，該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在酸性環(huán)境中，溶液中c(Cr2O)較大，溶液呈橙色，C項(xiàng)正確，故答案為：AC；(3)在第②步反應(yīng)中Cr2O被還原為Cr3＋，0.1 mol Cr2O被還原時(shí)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Fe2＋被氧化為Fe3＋，故需要消耗0.6 mol FeSO4·7H2O，故答案為：0.6；(4)在第②步反應(yīng)中Fe2＋被氧化為Fe3＋，故第③步還有Fe(OH)3生成，故答案為：Fe(OH)3；（5）當(dāng)pH調(diào)至4時(shí)，[OH－]＝10－10 mol·L－1，[Cr3＋]＝10－32/[OH－]3 ＝10－2 mol·L－1>10－5 mol·L－1，因此Cr3＋沒有沉淀完全。