Question

 随着工业的迅速发展，产生的废水对水体的污染也日趋严重。通过控制溶液的pH对工业废水中的金属离子进行分离是实际工作中经常使用的方法。下表是常温下金属氢氧化物的K_sp(沉淀溶解平衡常数)和金属离子在某浓度下开始沉淀所需的pH(表中浓度为相应pH时溶液中有关金属离子产生沉淀的最小浓度；当溶液中金属离子浓度小于10^-5mol·L^-1时通常认为该离子沉淀完全)。

金属离子	Ksp	pH(10-1 mol·L-1)	pH(10-5 mol·L-1)
Fe3+	4.0×10-38	2.7	3.7
Cr3+	6.0×10-31	4.3	5.6
Cu2+	2.2×10-20	4.7	6.7
Ca2+	4.0×10-5	12.3	14.3

(1)某厂排出的废水中含有Cu²⁺和Fe³⁺，测得其浓度均小于0.1 mol·L^-1。为除去其中的Fe³⁺，回收铜，需控制的pH范围是_______________________________。

(2)为了处理含有Cr₂O₇^2-酸性溶液的工业废水，采用如下方法：向废水中加人适量NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)₃和Fe(OH)₃沉淀生成排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。

 ①Cr₂O₇^2-转变为Cr³⁺的离子方程式为______________________。

 ②pH对废水中Cr₂O₇^2-去除率的影响如右图。你认为电解过程中溶液的pH取值在______范围内对降低废水中的铬含量最有利，请说明理由：____________________________________________。

[注：去除率(％)=[(c₀-c)／c_o]×100％，式中：c_o—理前废水中Cr₂O₇^2-的浓度，c—处理后废水中Cr₂O₇^2-的浓度]

(3)沉淀转化在生产中也有重要应用。例如，用Na₂CO₃溶液可以将锅炉水垢中的CaSO₄转化为较疏松而易清除的CaCO₃，该沉淀转化达到平衡时，其平衡常数K＝_________(写数值)。[已知K_sp (CaSO₄)=9.1x10^-6，K_sp (CaCO₃)=2.8×10^-9]

 

Answer 1

 共10分。

（1）3.7≤pH＜4.7或3.7≤pH≤4.7（2分）

（2）①Cr₂O₇^2-+ 6Fe²⁺ + 14H⁺ = 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺+ 7H₂O（2分）

 ②4.3～5.6（或5～6）（2分）    pH越小，Cr₂O₇^2-的去除率越大，但难形成Cr(OH)₃沉淀从废水中分离；pH越大，Cr₂O₇^2-的去除率越小（2分）

（3）3.25×10³（2分）