Question

10．工业上常用还原沉淀法处理含铬废水（Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-），其流程为：
CrO${\;}_{4}^{2-}$（黄色）$→_{①转化}^{H+}$Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$（橙色）$→_{②还原}^{Fe_{2}+}$Cr³⁺$→_{③沉淀}^{OH-}$Cr（OH）₃↓
已知：步骤③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）    K_sp=c（Cr³⁺）•c³（OH^-）=10^-32
下列有关说法不正确的是（　　）

• A． 步骤①中当v_正（CrO₄^2-）=2v_逆（Cr₂O₇^2-）时，说明反应：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O 达到平衡状态
• B． 若向K₂Cr₂O₇溶液中加NaOH浓溶液，溶液可由橙色变黄色
• C． 步骤②中，若要还原1 mol Cr₂O₇^2-离子，需要12 mol （NH₄）₂Fe（SO₄）₂
• D． 步骤③中，当将溶液的pH 调节至5 时，可认为废水中的铬元素已基本除尽（当溶液中c（Cr³⁺）≤10^-5 mol/L时，可视作该离子沉淀完全）

Answer 1

分析 A．正逆反应速率相等时达到平衡状态；
B．根据CrO₄^2-（黄色）$→_{①转化}^{H+}$Cr₂O₇^2-（橙色）分析；
C．还原1 mol Cr₂O₇^2-离子，转移电子为1mol×2×（6-3）=6mol，Fe元素的化合价由+2升高为+3；
D．步骤③中，当将溶液的pH 调节至5时，c（OH^-）=10^-9mol/L，结合Ksp计算c（Cr³⁺）．

解答 解：A．步骤①中当v_正（CrO₄^2-）=2v_逆（Cr₂O₇^2-）时，说明正逆反应速率相等，各组分浓度不再变化，则反应2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O 达到平衡状态，故A正确；
B．CrO₄^2-（黄色）$→_{①转化}^{H+}$Cr₂O₇^2-（橙色），则碱性条件下，Cr₂O₇^2-（橙色）会转化成CrO₄^2-（黄色），溶液可由橙色变黄色，故B正确；
C．还原1 mol Cr₂O₇^2-离子，转移电子为1mol×2×（6-3）=6mol，Fe元素的化合价由+2升高为+3，则由电子守恒可知需要6 mol（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O，故C错误；
D．步骤③中，当将溶液的pH调节至5时，c（OH^-）=10^-9mol/L，由Ksp可知，c（Cr³⁺）=$\frac{1{0}^{-32}}{（{1{0}^{-9}）}^{3}}$=10^-5mol/L，则可认为废水中的铬元素已经除尽，故D正确；
故选C．

点评 本题考查化学平衡的影响因素、难溶物溶解平衡及其应用，题目难度中等，涉及化学平衡状态判断、平衡移动、氧化还原反应中电子转移的计算及溶解度计算等知识，注重学生知识迁移应用能力的考查．