Question

工业废水中常含有一定量的Cr₂O和CrO，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。
方法1：还原沉淀法
该法的工艺流程为

其中第①步存在平衡：
2CrO(黄色)＋2H^＋Cr₂O(橙色)＋H₂O
(1)若平衡体系的 pH ＝ 2，该溶液显________色。
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是________。
a．Cr₂O和CrO 的浓度相同
b．2v(Cr₂O)＝v(CrO)
c．溶液的颜色不变
(3)第②步中，还原 1 mol Cr₂O 离子，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)
常温下，Cr(OH)₃的溶度积K_sp＝c(Cr^3＋)·c³(OH^－)＝10^－32，要使 c(Cr^3＋)降至10^－5mol/L，溶液的pH应调至________。
方法2：电解法
该法用 Fe 做电极电解含Cr₂O的酸性废水，随着电解的进行，在阴极附近溶液 pH 升高，产生 Cr(OH)₃沉淀。
(5)用Fe做电极的原因为______________________________________
(6)在阴极附近溶液 pH 升高的原因是(用电极反应解释)________________，溶液中同时生成的沉淀还有________。

Answer 1

(1)橙　(2)c　(3)6　(4)5
(5)阳极反应为 Fe－2e^－=Fe^2＋，提供还原剂Fe^2＋
(6)2H^＋＋2e^－=H₂↑　Fe(OH)₃

本题主要结合工业废水的处理考查溶液中的平衡问题、氧化还原反应和电解原理的应用等知识，意在考查考生综合运用化学理论知识解决实际问题的能力。
(1)pH ＝ 2 时，反应正向进行的速率较大，溶液呈橙色。
(2)达到平衡状态时，正逆反应速率相等，混合物中各组分浓度保持不变，但不一定相等，溶液的颜色不再发生改变，即只有 c 正确。
(3)根据反应前后 Cr 和 Fe 元素的化合价变化，可确定还原 1 mol Cr₂O需 6 mol FeSO₄·7H₂O。
(4)当 c(Cr^3＋)＝ 10^－5 mol/L时，根据 K_sp的表达式可求出 c(OH^－)＝ 10^－9 mol/L，则此时溶液 pH ＝ 5。
(5)用铁做阳极，反应中生成Fe^2＋，提供还原剂。
(6)阴极 H^＋得电子生成 H₂，随着电解的进行，溶液的 pH逐渐增大，溶液中还会生成 Fe(OH)₃沉淀。