Question

【题目】某铬盐厂净化含Cr(Ⅵ)废水并提取Cr2O3的一种工艺流程如图所示。

已知：Ksp[Cr(OH)3]＝6.3×10－31

Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39

Ksp[Fe(OH)2]＝4.9×10－17

（1）步骤Ⅰ中，发生的反应为2H＋＋2CrO42-Cr2O72-＋H2O，B中含铬元素的离子有___(填离子符号)。

（2）当清液中Cr3＋的浓度≤1.5mg·L－1时，可认为已达铬的排放标准。若测得清液的pH＝5，则清液尚不符合铬的排放标准，因为此时Cr3＋的浓度＝__mg·L－1。

（3）步骤Ⅱ还可用其他物质代替NaHSO3作还原剂。

①若用FeSO4·7H2O作还原剂，步骤Ⅲ中参加反应的阳离子一定有__(填离子符号)。

②若用铁屑作还原剂，当铁的投放量相同时，经计算，C溶液的pH与c(Cr2O72-)的对应关系如下表所示：

pH	3	4	5	6
c(Cr2O72-)/mol·L－1	7.02×10－21	7.02×10－7	1.25×10－3	2.21×10－34

有人认为pH＝6时，c(Cr2O72-)变小的原因是Cr2O72-基本上都已转化为Cr3＋。这种说法是否正确，为什么？___。

③用铁屑作还原剂时，为使所得产品中含铁元素杂质的含量尽可能低，需要控制的条件有___。

Answer 1

【答案】CrO42-、Cr2O72- 32.76 Cr3＋、Fe3＋、H＋ 不正确，c(H＋)减小，化学平衡2H＋＋2CrO42-Cr2O72-＋H2O向逆反应方向移动，溶液中Cr(Ⅵ)主要以CrO42-形式存在 铁屑过量；将溶液的pH控制在使Cr3＋完全沉淀而Fe2＋不沉淀的范围内

【解析】

根据化学平衡状态的特征进行分析，根据溶度积的表达式进行相关计算和判断。

(1)步骤Ⅰ中，发生的反应为2H＋＋2CrO42-Cr2O72-＋H2O，因此，B中含铬元素的离子有CrO42-、Cr2O72-。

(2)清液的pH＝5，则c(OH－)＝10－9 mol·L－1，c(Cr3＋)＝ mol·L－1＝6.3×10－4 mol·L－1，则质量浓度为6.3×10－4 mol·L－1×52×103 mg·mol－1＝32.76 mg·L－1＞1.5mg·L－1，因此，清液尚不符合铬的排放标准。

(3)①若用FeSO4·7H2O作还原剂，则亚铁离子将被氧化为铁离子，故C中的阳离子有Fe2＋、Fe3＋、Cr3＋、H＋，由于Ksp[Fe(OH)2]较大，步骤Ⅲ中参加反应的阳离子一定有Fe3＋、Cr3＋、H＋。

②这种说法不正确，因为c(H＋)减小，化学平衡2H＋＋2CrO42-Cr2O72-＋H2O向逆反应方向移动，溶液中Cr(Ⅵ)主要以CrO42-形式存在。

③用铁屑作还原剂时，为使所得产品中含铁元素杂质的含量尽可能低，根据Ksp[Cr(OH)3]＝6.3×10－31、Ksp[Fe(OH)2]＝4.9×10－17可知，需要控制的条件有：铁屑过量，并且将溶液的pH控制在使Cr3＋完全沉淀而Fe2＋不沉淀的范围内。