Question

（14分）工业废水中常含有一定量的Cr₂O₇^2—和CrO₄^2—，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，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：2CrO₄^2—（黄色）+2H⁺Cr₂O₇^2—（橙色）+H₂O
（1）若平衡体系的pH=2，则溶液显           色.
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是            。
a．Cr₂O₇^2—和CrO₄^2—的浓度相同  b．2v (Cr₂O₇^2—) ="v" (CrO₄^2—)  c．溶液的颜色不变
（3）第②步中，还原1mol Cr₂O₇^2—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)Cr³⁺ (aq)+3OH^—(aq)
常温下，Cr(OH)₃的溶度积Ksp＝c(Cr³⁺)·c³(OH^—)＝10^-32，要使c(Cr³⁺)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Cr₂O₇^2—的酸性废水，随着电解进行，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^－＝Fe²⁺，提供还原剂Fe²⁺
    （6）2H⁺+2e－＝H₂↑ Fe(OH)₃

（1）若平衡体系的pH=2，2CrO₄^2－（黄色）+2H+Cr₂O₇^2－（橙色）+H₂O，平衡右移，呈橙色（2）能说明第①步反应达平衡状态的是溶液的颜色不变，溶液的各反应混合物浓度不变，选c（3）由得失电子守恒得：1mol Cr₂O₇^2―变6价，要6molFe^2＋ （4）K_sp＝c(Cr^3＋)·c³(OH^－)＝10^-32，c³(OH^－)= 10^-32/10^-5=10^-27，c(OH^－)= 10^-9mol·L^－1,pH= 5（5）阳极反应为Fe－2e^－＝Fe^2＋，提供还原剂Fe^2＋;所以用铁作电极（6）在阴极附近溶液pH升高的原因是2H^＋+2e^－＝H₂↑，水电离平衡被破坏，留下OH^―，提高碱度，使Cr(OH)₃、Fe(OH)₃沉淀而除去。