Question

(15分)水是生命之源，廣西重金屬鎘污染事件是2012年1月15日發(fā)現(xiàn)的。水污染事件再次提醒人們保護(hù)水資源的必要性和緊迫性。工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr₂O和CrO，它們會(huì)對(duì)人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大危害，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：

其中第①步存在平衡：
2CrO(黃色)＋2H^＋Cr₂O(橙色)＋H₂O
(1)若平衡體系的 pH ＝ 2，該溶液顯________色。
(2)能說(shuō)明第①步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是________。（填序號(hào)）
A．Cr₂O和CrO的濃度相同
B．2v(Cr₂O)＝v(CrO)
C．溶液的顏色不變
(3)第②步中，還原 1 mol Cr₂O離子，需要______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) Cr^3＋(aq)＋3OH^－(aq)
常溫下，Cr(OH)₃的溶度積K_sp＝c(Cr^3＋)·c³(OH^－)＝10^－32，要使c(Cr^3＋)降至10^－5mol/L，溶液的pH應(yīng)調(diào)至________。
方法2：電解法。
該法用 Fe 做電極電解含Cr₂O的酸性廢水，隨著電解的進(jìn)行，在陰極附近溶液 pH 升高，產(chǎn)生 Cr(OH)₃沉淀。
(5)用Fe做電極的原因?yàn)開_                    __（用電極反應(yīng)式解釋）。
(6)在陰極附近溶液 pH 升高，溶液中同時(shí)生成的沉淀還有________。（用化學(xué)式表示）
(7)溶液中發(fā)生的總反應(yīng)為(用離子方程式表示)                        。

Answer 1

（15分）除第(7)3分外，其余每空均為2分。
(1)橙　(2)C　(3)6　(4)5
(5)陽(yáng)極反應(yīng)為 Fe－2e^－===Fe^2＋
(6)　Fe(OH)₃
(7) 6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+10OH^-+7H₂O=6Fe(OH)₃↓+2Cr(OH)₃↓(3分)

方法1：還原沉淀法。
若平衡體系的 pH ＝ 2，相當(dāng)于在平衡中加入酸，平衡右移，顯橙色。溶液的顏色不變說(shuō)明第①步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)；第②步中，還原 1 mol Cr₂O離子變?yōu)?molCr^3＋轉(zhuǎn)移6mol電子，每摩爾亞鐵離子轉(zhuǎn)移1mol電子，需要6mol的FeSO₄·7H₂O。
K_sp＝c(Cr^3＋)·c³(OH^－)＝10^－32，要使c(Cr^3＋)降至10^－5mol/L， c³(OH^－)= 10^－32/10^－5=10^-27
c(OH^－)=10^-9 mol/L,PH=5
方法2：電解法。
(5)用Fe做電極的原因?yàn)殛?yáng)極反應(yīng)為 Fe－2e^－===Fe^2＋
(6)　 Cr₂O還原Fe^2＋生成鐵離子，與氫氧根生成Fe(OH)₃。
(7)溶液中發(fā)生的總反應(yīng)為6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+10OH^-+7H₂O=6Fe(OH)₃↓+2Cr(OH)₃↓