Question

8．金属及塑料制品表面镀铬不仅美观还可提高金属制品抗腐蚀性能，电镀废水中六价铬具有高毒性，必须经处理后才能排放．
（1）常见镀铬液由重铬酸（H₂Cr₂O₇）和催化剂硫酸组成．
①镀铬液在水溶液中存在如下平衡：Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺该反应平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{2}（Cr{O}_{4}^{2-}）•{c}^{2}（{H}^{+}）}{c（C{r}_{2}{O}_{7}^{2-}）}$．
②镀铬时由CrO₄^2-放电产生铬镀层．阴极的电极反应式为CrO₄^2-+8H⁺+6e^-=Cr+4H₂O．
③ABS塑料表面经处理后也可在其表面镀铬，ABS塑料的结构简式如下：
，合成该聚合物的三种单体为：CH₂=CHCN、CH₂=CH-CH=CH₂和（写结构简式）．
（2）工业上处理含铬废水有钡盐法、电解还原法等．
Ⅰ．钡盐法处理含铬废水主要流程为：

已知：

物质	BaCO3	CaSO4	BaSO4
Ksp	8.1×10-9	9×10-6	1.1×10-10

①步骤一发生的反应之一为：CrO₄^2-+BaCO₃═BaCrO₄+CO₃^2-，可推知：Ksp（BaCrO₄）＜Ksp（BaCO₃）（选填：“＞”或“＜”）；
②步骤二的目的是除去废水中Ba²⁺．
Ⅱ．电解法处理含六价铬（Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-）的强酸性废水，其原理如图所示．

③电解一段时间后随着溶液pH的升高，便有Fe（OH）₃和Cr（OH）₃沉淀生成．图中A为电源正极（选填：“正”或“负”）；
④阴极产生的气体为H₂（写化学式）．
⑤常温时Ksp[Cr（OH）₃]=6.0×10^-31，当废水的pH=7.0时，溶液中c（Cr³⁺）=6.0×10^-10mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）①化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，水不需要写出，据此书写；
②阴极发生还原反应，电极反应式为CrO₄^2-+8H⁺+6e^-=Cr+4H₂O；
③首先要根据高聚物的结构简式判断高聚物是加聚产物还是缩聚产物，然后根据推断单体的方法作出判断；
（2）①反应能发生说明BaCrO₄小于BaCO₃的溶度积；
②加入硫酸钙是为了生成难溶的硫酸钡，从而除去体系中的钡离子；
③便有Fe（OH）₃和Cr（OH）₃沉淀生成，说明单质铁放电，生成亚铁离子，与Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-发生氧化还原，所以铁为阳极，则A为正极；
④阴极是氢离子放电生成氢气；
⑤根据Ksp[Cr（OH）₃]=c（Cr³⁺）•c³（OH^-）=6.0×10^-31，而溶液的pH=7.0时，所以c（OH^-）=10^-7mol/L，由此求出溶液中c（Cr³⁺）．

解答 解：（1）①根据化学平衡常数的定义，可知Cr₂O₇^2-（aq）+H₂O（l）?2CrO₄^2-（aq）+2H⁺（aq）的平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（Cr{O}_{4}^{2-}）•{c}^{2}（{H}^{+}）}{c（C{r}_{2}{O}_{7}^{2-}）}$，故答案为：$\frac{{c}^{2}（Cr{O}_{4}^{2-}）•{c}^{2}（{H}^{+}）}{c（C{r}_{2}{O}_{7}^{2-}）}$；
②阴极发生还原反应，电极反应式为CrO₄^2-+8H⁺+6e^-=Cr+4H₂O，故答案为：CrO₄^2-+8H⁺+6e^-=Cr+4H₂O；
③该高聚物的形成过程属于加聚反应，加聚反应是由不饱和单体（如碳碳双键，碳碳叁键以及碳氧双键等）聚合高分子的反应，其产物只有一种高分子化合物，凡链节中主碳链为6个碳原子，其规律是“见双键，四个碳，无双键，两个碳”画线断开，然后将半键闭合，即将单双键互换，直接合成该高聚物的物质为：CH₂=CH-CN、CH₂=CH-CH=CH₂、，故答案为：CH₂=CHCN；CH₂=CH-CH=CH₂；；
（2）①反应能发生说明BaCrO₄小于BaCO₃的溶度积，所以Ksp（BaCrO₄）＜Ksp（BaCO₃），故答案为：＜；
②加入硫酸钙是为了生成难溶的硫酸钡，从而除去体系中的钡离子，故答案为：除去废水中Ba²⁺；
③便有Fe（OH）₃和Cr（OH）₃沉淀生成，说明单质铁放电，生成亚铁离子，与Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-发生氧化还原，所以铁为阳极，则A为正极，故答案为：正；
④阴极是氢离子放电生成氢气，故答案为：H₂；
⑤c（Cr³⁺）=$\frac{Ksp[Cr（OH）_{3}]}{{c}^{3}（O{H}^{-}）}$=$\frac{6.0×1{0}^{-31}}{（1{0}^{-7}）^{3}}$=6.0×10^-10mol•L^-1，故答案为：6.0×10^-10．

点评 本题考查了物质的分离提纯流程，主要考查了操作流程分析溶度积常数的计算、电极反应式的书写等，题目难度中等，侧重于考查学生分析问题、解决问题能力和计算能力．