Question

工業(yè)上用含有Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的廢水回收鉻．其工藝流程如圖：
已知：①2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O；
②常溫下，K_sp[Fe（OH）₃]=1.0×10^-38，K_sp[Cr（OH）₃]=1.0×10^-32；
③當離子濃度小于1.0×10^-5 mol?L^-1時，認為沉淀完全．
（1）酸化后的溶液A顯

 

色．
（2）下列選項中，能說明反應2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O達到平衡狀態(tài)的是

 

（填選項字母）；
a．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的濃度相同 b.2v（Cr₂O₇^2-）=v（CrO₄^2-）c．溶液的顏色不變d．溶液的pH不變
（3）為防止FeSO₄溶液變質(zhì)，在保存時需加入的試劑為

 

（填試劑名稱）．
（4）過濾操作中需要用到的玻璃儀器有

 

．
（5）FeSO₄溶液與溶液A發(fā)生反應的離子方程式為

 

．
（6）沉淀C的化學式為

 

，pH₂的范圍為

 

．

Answer 1

考點：金屬的回收與環(huán)境、資源保護

專題：

分析：含有Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的廢水經(jīng)酸化后主要轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，Cr₂O₇^2-具有強氧化性，加入還原性的亞鐵離子，將其還原為Cr³⁺，然后依據(jù)溶度積常數(shù)分別調(diào)節(jié)溶液的pH值，讓鐵離子和鉻離子沉淀出來，據(jù)此分析以下個小題即可，
（1）根據(jù)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；
（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平衡；
（3）防止亞鐵離子氧化，還要抑制亞鐵離子水解，據(jù)此解答即可；
（4）過濾是分離固體與液體的一種方法，依據(jù)過濾需要儀器回答即可；
（5）亞鐵離子具有還原性，鉻酸根具有強氧化性，據(jù)此書寫離子反應方程式即可；
（6）當離子濃度小于1.0×10^-5 mol?L^-1時，認為沉淀完全，據(jù)此解答即可．

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）平衡時各物質(zhì)的濃度不再改變，即溶液的顏色不再改變和pH不變，故選：c d；
（3）防止亞鐵離子氧化，并抑制水解，則配制FeSO₄溶液時，需加入少量鐵粉和稀硫酸，故答案為：鐵粉、硫酸；
（4）過濾是把不溶于液體的固體與液體分離的一種方法，所需儀器有玻璃棒、燒杯、鐵架臺、漏斗，其中屬于玻璃儀器的是玻璃棒、燒杯、漏斗，故答案為：燒杯、漏斗、玻璃棒；
（5）依據(jù)分析可知：溶液A含有Cr₂O₇^2-，具有強氧化性，能氧化亞鐵離子為鐵離子，離子反應方程式為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；  
（6）依據(jù)分析可知，沉淀C為氫氧化鐵，當離子濃度小于1.0×10^-5 mol?L^-1時，認為沉淀完全，故鉻離子完全沉淀時有：1×10^-5×c（OH）³=1.0×10^-32，解：c（OH）=

3	1.0×10-32 1×10-5

=10^-9，即pH＞5完全沉淀，故答案為：Fe（OH）₃；＞5．

點評：本題主要考查的是金屬的回收與資源利用，涉及氧化還原反應、化學反應平衡移動原理、離子反應方程式書寫，常見實驗操作以及儀器選擇等，難度較大．