Question

铬及其化合物常被应用于冶金、化工、电镀、制药、纺织等行业，但使用后的废水因其中含高价铬的化合物而毒性很强．工业上往往采取下列循环工艺防止铬的污染：

完成下列填空：
（1）含Cr₂O₇^2-离子的废水在酸性条件下用Fe₃O₄处理，反应的离子方程式如下：
______Cr₂O₇^2-+______Fe₃O₄+______ H⁺→______Cr³⁺+______Fe³⁺+______H₂O
配平上述离子反应方程式，并标出反应中电子转移的方向和数目．
（2）向上述反应后的溶液中加入碱溶液，让废水的pH升至8～10，控制适当的温度，使产物中的金属阳离子全部转变为沉淀．写出从该沉淀中分离出Cr（OH）₃的离子方程式______、______．
（3）回收所得的Cr（OH）₃，经处理后又可转变成K₂Cr₂O₇．纯净的K₂Cr₂O₇常用于准确测定Na₂S₂O₃溶液的物质的量浓度，方法如下：①Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺→3I₂+2Cr³⁺+7H₂O　②2S₂O₃^2-+I₂→S₄O₆^2-+2I^-
准确称取纯净的K₂Cr₂O₇ 0.1225g，配成溶液，用Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗Na₂S₂O₃溶液25.00mL．则Na₂S₂O₃溶液的物质的量浓度为______（保留四位有效数字）．

Answer 1

解：（1）反应中Cr₂O₇^2-→Cr³⁺，Cr元素由+6价降低为+3价，共降低6价，Fe₃O₄→Fe³⁺，Fe元素由平均化合价+价升高为+3价，共升高1价，化合价最小公倍数为6，Cr₂O₇^2-的系数为1，Fe₃O₄的系数为6，再根据原子守恒、电荷守恒配平其它物质系数，配平并标出反应中电子转移的方向和数目为：
故答案为：1、6、62、2、18、32；；
（2）Cr（OH）₃与氢氧化铝的性质相似，从沉淀中分离出Cr（OH）₃，应向沉淀中加入强碱，Cr（OH）₃与碱反应生成CrO₂^-，过滤后，向滤液中通入二氧化碳，碳酸与CrO₂^-反应生成Cr（OH）₃，反应的离子方程式为：Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O、CrO₂^-+2H₂O+CO₂=Cr（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O、CrO₂^-+2H₂O+CO₂=Cr（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）0.1225gK₂Cr₂O₇的物质的量==mol，令Na₂S₂O₃溶液的物质的量浓度为c，则：
Cr₂O₇^2-～6I^-～6S₂O₃^2-
1 6
mol 0.025L×c
所以1：6=mol：0.025L×c，解得c=0.1000 mol/L，
故答案为：0.1000 mol/L．
分析：（1）反应中Cr₂O₇^2-→Cr³⁺，Cr元素由+6价降低为+3价，共降低6价，Fe₃O₄→Fe³⁺，Fe元素由平均化合价+价升高为+3价，共升高1价，化合价最小公倍数为6，Cr₂O₇^2-的系数为1，Fe₃O₄的系数为6，再根据原子守恒、电荷守恒配平其它物质系数，据此解答；
（2）Cr（OH）₃与氢氧化铝的性质相似，Cr（OH）₃与碱反应生成CrO₂^-，过滤后，向滤液中通入二氧化碳，碳酸与CrO₂^-反应生成Cr（OH）₃；
（3）根据n=计算K₂Cr₂O₇的物质的量，令Na₂S₂O₃溶液的物质的量浓度为c，根据关系式Cr₂O₇^2-～6I^-～6S₂O₃^2-计算．
点评：本题考查氧化还原反应配平、Cr元素化合物性质、氧化还原反应滴定计算等，难度中等，（3）注意利用关系式进行的计算，（2）为易错点、难点，中学基本不涉及．