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精英家教网环境中常见的重金属污染有:汞、铅、锰、铬、镉.处理工业废水中常含有的Cr2O72-和CrO
 
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离子,常用的方法有两种.
方法1:还原沉淀法
该法的工艺流程为:
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其中第①步存在平衡:2CrO
 
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(黄色)+2H+?Cr2O
 
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(橙色)+H2O
(1)写出第①步反应的平衡常数表达式
 

(2)关于第①步反应,下列说法正确的是
 

A.通过测定溶液的pH值可以判断反应是否已达平衡状态
B.该反应为氧化还原反应
C.强酸性环境,溶液的颜色为橙色
(3)第②步中,还原0.1mol Cr2O
 
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离子,需要
 
mol的FeSO4?7H2O.
(4)第③步除生成的Cr(OH)3,还可能生成的沉淀为
 
.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K sp=10-32,当c(Cr3+)降至10-5 mol/L,认为c(Cr3+)已经完全沉淀,现将第③步溶液的pH值调至4,请通过计算说明Cr3+是否沉淀完全(请写出计算过程)
 

方法2:电解法
(5)实验室利用如图装置模拟电解法处理含Cr2O
 
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的废水,电解时阳极反应式为
 
,阴极区反应式为
 
,得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从水的电离平衡角度解释其原因是
 
分析:(1)根据化学平衡常数表达式的概念解决;
(2)根据平衡装状态判断标准;氧化还原反应的概念;化学平衡的移动,结合题意解决;
(3)根据氧化还原反应的计算解决;
(4)根据化学反应过程的分析判断离子种类,得出产物;根据溶度积常数计算,确定溶液中离子是否沉淀完全;
(5)根据电解池阴、阳两极微粒的放电顺序解决;结合阴阳两极的放电引起的溶液中离子变化解决.
解答:解:(1)根据平衡常数表达式的概念,结合方程式2CrO42-(黄色)+2H+?Cr2O72-(橙色)+H2O可知,K=
c  ( CrO
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 )
2 ( CrO
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 ) ? c 2 ( H)

故答案为:K=
c(Cr2O
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)
c2 ( CrO
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) ? c2 ( H+)

(2)A? 根据化学平衡状态的判断标准,结合可逆反应方程式2CrO42-(黄色)+2H+?Cr2O72-(橙色)+H2O,随着反应的进行,溶液中c(H+)逐渐减小,当溶液中c(H+)保持不变时,即到达平衡状态,此时,溶液的pH不变,故A正确;
B? 根据氧化反应的概念,一个反应中有元素化合价升降的,就为氧化还原反应,而此选项中,只有化合价的升高,没有化合价降低的元素,因此次变化是一个氧化还原反应中氧化过程,不是一个完整的氧化还原反应,故B错误;
C? 根据影响化学平衡移动的条件,结合题意,强酸环境下,相当于增加了c(H+)的浓度,反应2CrO42-(黄色)+2H+?Cr2O72-(橙色)+H2O向正向移动,即溶液颜色为橙色.故C正确,
故答案为:AC;
(3)根据氧化还原反应的计算,氧化剂得到的电子总数与还原剂失去电子总数相等.根据Cr2O72-→2Cr3+,1molCr2O72-被还原得到6mol电子,现在有0.1molCr2O72-被还原被还原,需得到0.6mol电子,0.6mol电子将有Fe2+失去变成Fe3+,1molFe2+变成Fe3+,将失去1mol电子,现在失去0.6mol电子,需要0.6mol FeSO4?7H2O,
故答案为:0.6;
(4)根据分析(3)当Cr2O
 
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→2Cr3+变化时,溶液中产生了Cr3+的同时,又发生了Fe2+→Fe3+的过程 溶液中又产生了Fe3+,因此加入OH-又有Fe(OH)3生成.故答案为Fe(OH)3;根据溶度积常数的计算,结合Cr(OH)3(s)?Cr3+(aq)+3OH(aq),当溶液的pH值调至4时,c(OH-)=1×10-10,常温下,Cr(OH)3的溶度积K sp=10-32,Ksp(Cr(OH)3)=c3(OH)?c(Cr3+),c(Cr3+)=
Ksp(Cr(OH)3)
c3(OH-)
=
10-32
103×-10
=10-2mol/L>10-5 mol/L,
故答案为:若pH值调整至4时已形成部分沉淀;
(5)根据电解池阴阳两极的放电顺序,金属单质做阳极时,金属优先失电子,次电解池阳极是铁,故阳极反应为:Fe-2e-=Fe2+;阴极的放电顺序与金属活动性顺序相反,在K2Cr2O7、H2SO4的溶液中,含有的阳离子有:K+、H+,H+的放电能力比K+的强,因此阴极上是H+离子放电,H+浓度减小促进了水的电离平衡,使水向电离的方向移动,OH-离子的浓度增大,碱性增强,使得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,
故答案为:2H++2e-=H2↑;由于阴极发生2H++2e-=H2↑;阴极反应消耗了H+,打破了水的电离平衡,促进了水的电离,是溶液中OH-的浓度增大,溶液逐渐呈碱性.
点评:本题是一道综合题,集中考查了难溶物的溶解平衡、利用溶度积常数的计算、溶解平衡的移动、电解原理等知识点,综合性较强,很容易出错,特别是简答题,如何将学到的知识组织成答案是关键.
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(16分)环境中常见的重金属污染有:汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中常含有的Cr2O2-7和CrO2-4离子,常用的方法有两种。
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:

(1)写出第①步反应的平衡常数表达式                              
(2)关于第①步反应,下列说法正确的是          
A.通过测定溶液的pH值可以判断反应是否已达平衡状态
B.该反应为氧化还原反应
C.强酸性环境,溶液的颜色为橙色
(3)第②步中,还原0.1 molCr2O2-7离子,需要      mol的FeSO4·7H2O。
(4)第③步除生成的Cr(OH)3,还可能生成的沉淀为        。在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,当c(Cr3+)降至10-5mol/L,认为c(Cr3+)已经完全沉淀,现将第③步溶液的pH值调至4,请通过计算说明Cr3+是否沉淀完全(请写出计算过程)
                                                                     
                                                                     
方法2:电解法
(5)实验室利用如图装置模拟电解法处理含Cr2O2-7的废水,电解时阳极反应式为    ,阴极区反应式为         ,得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从水的电离平衡角度解释其原因是           

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科目:高中化学 来源:2011-2012学年河南省洛阳市高三“一练”考试化学试卷 题型:填空题

(16分)环境中常见的重金属污染有:汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中常含有的Cr2O2-7和CrO2-4离子,常用的方法有两种。

    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:

   (1)写出第①步反应的平衡常数表达式                              

   (2)关于第①步反应,下列说法正确的是          

       A.通过测定溶液的pH值可以判断反应是否已达平衡状态[来源:Zxxk.Com]

B.该反应为氧化还原反应

C.强酸性环境,溶液的颜色为橙色

   (3)第②步中,还原0.1 molCr2O2-7离子,需要       mol的FeSO4·7H2O。

   (4)第③步除生成的Cr(OH)3,还可能生成的沉淀为         。在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,当c(Cr3+)降至10-5mol/L,认为c(Cr3+)已经完全沉淀,现将第③步溶液的pH值调至4,请通过计算说明Cr3+是否沉淀完全(请写出计算过程)

                                                                         

                                                                         

    方法2:电解法

   (5)实验室利用如图装置模拟电解法处理含Cr2O2-7的废水,电解时阳极反应式为     ,阴极区反应式为          ,得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从水的电离平衡角度解释其原因是           

 

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科目:高中化学 来源: 题型:

(16分)环境中常见的重金属污染有:汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中常含有的Cr2O2-7和CrO2-4离子,常用的方法有两种。

    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:

   (1)写出第①步反应的平衡常数表达式                              

   (2)关于第①步反应,下列说法正确的是          

       A.通过测定溶液的pH值可以判断反应是否已达平衡状态

B.该反应为氧化还原反应

C.强酸性环境,溶液的颜色为橙色

   (3)第②步中,还原0.1 molCr2O2-7离子,需要       mol的FeSO4·7H2O。

   (4)第③步除生成的Cr(OH)3,还可能生成的沉淀为        。在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,当c(Cr3+)降至10-5mol/L,认为c(Cr3+)已经完全沉淀,现将第③步溶液的pH值调至4,请通过计算说明Cr3+是否沉淀完全(请写出计算过程)

                                                                         

                                                                         

    方法2:电解法

   (5)实验室利用如图装置模拟电解法处理含Cr2O2-7的废水,电解时阳极反应式为     ,阴极区反应式为         ,得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从水的电离平衡角度解释其原因是           

 

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