Question

环境中常见的重金属污染物有：汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中含有的Cr2O72-和CrO42-，常用的方法为还原沉淀法，该法的工艺流程为CrO42-Cr2O72-Cr3＋Cr(OH)3↓。

其中第①步存在平衡2CrO42- (黄色)＋2H＋Cr2O72- (橙色)＋H2O。

(1)写出第①步反应的平衡常数表达式 。

(2)关于第①步反应，下列说法正确的是 。

A．通过测定溶液的pH可以判断反应是否已达到平衡状态

B．该反应为氧化还原反应

C．强酸性环境，溶液的颜色为橙色

(3)第②步中，还原0.1 mol Cr2O72-，需要 mol的FeSO4·7H2O。

(4)第③步除生成Cr(OH)3外，还可能生成的沉淀为 。

(5)在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s) Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)，常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp＝10－32，当c(Cr3＋)降至10－5 mol/L，认为c(Cr3＋)已经完全沉淀，现将第③步溶液的pH调至4，请通过计算说明Cr3＋是否沉淀完全(请写出计算过程)： 。

 

Answer 1

(1)K＝

(2)AC

(3)0.6

(4)Fe(OH)3

(5)当pH调至4时，c(OH－)＝10－10 mol/L，c(Cr3＋)＝10－32/c3(OH－) ＝10－2 mol/L＞10－5 mol/L，因此Cr3＋没有沉淀完全

【解析】(1)因H2O是纯液态物质，其浓度视为常数，故第①步反应的平衡常数表达式为K＝c(Cr2O72-)/[c2(CrO42-)·c2(H＋)]。

(2)利用反应①可知，反应正向进行时，溶液pH增大，故pH不变时说明反应达到平衡，A项正确；CrO42-和Cr2O72-中Cr均为＋6价，该反应不是氧化还原反应，B项错误；在酸性环境中，溶液中c(Cr2O72-)较大，溶液呈橙色，C项正确。

(3)在第②步反应中Cr2O72-被还原为Cr3＋，0.1 mol Cr2O72-被还原时转移电子的物质的量为0.1 mol×2×(6－3)＝0.6 mol，而还原剂Fe2＋被氧化为Fe3＋，故需要消耗0.6 mol FeSO4·7H2O。

(4)在第②步反应中Fe2＋被氧化为Fe3＋，故第③步还有Fe(OH)3生成。