工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-.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CrO42-Cr2O72-Cr3+Cr(OH)3↓ 其中第①步存在平衡:2CrO42- +2H+Cr2O72- +H2O (1)若平衡体系的pH=2.该溶液显色. (2)能说明第①步反应� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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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CrO₄^2-Cr₂O₇^2-Cr³^＋Cr(OH)₃↓

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，该溶液显________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1 mol 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K_sp=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__________。

【答案】

（11分）（1）橙　（1分）（2）c　（1分）（3）6　（2分）（4）5 （2分）

（5）阳极反应为Fe－2e^－＝Fe²^＋，提供还原剂Fe²^＋2分（6）2H^＋＋2e^－＝H₂↑　，Fe(OH)₃（3分）

【解析】

试题分析：（1）若平衡体系的pH＝2，这说明溶液显酸性，氢离子浓度增大，因此平衡正反应方向移动，所以该溶液显橙色。

（2）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。平衡时各种物质的浓度不再发生变化，但各种物质的浓度之间不一定满足某种关系，a不能说明；速率之比是相应的化学计量数之比，因此b中的关系始终是成立，不能说明，b不正确；颜色的深浅和浓度有关系，因此当溶液有色不再发生变化时，可以说明反应达到平衡状态，c正确，答案选c。

（3）在反应②中Cr元素的化合价从＋6价降低到＋3价，得到3个电子。铁元素的化合价从＋2价升高到＋3价，上去1个电子，则根据电子得失守恒可知n（Cr₂O₇^2-）×6＝n（FeSO₄•7H₂O）×1，解得n（FeSO₄•7H₂O）＝6mol。

（4）根据溶度积常数的表达式Ksp＝c(Cr³⁺)·c³(OH^—)＝10^-32可知，当溶液中c（Cr³⁺）＝10^-5mol/L时，溶液的c（OH^-）＝＝10^-9 mol/L，因此c（H⁺）＝＝10^-5mol/L，所以pH＝5，即要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH应调至5。

（5） Cr₂O₇²^—要生成Cr(OH)₃沉淀，必需有还原剂，而铁做电极时，在阳极上可以失去电子产生Fe²⁺，电极反应式为Fe－2e^－＝Fe²⁺。

（6）在电解池中阳离子在阴极得到电子，在溶液中由于H⁺得电子得能力强于Fe²⁺的，因此阴极是H⁺放电，电极反应式为2H⁺+2e^－＝H₂↑。随着电解的进行，溶液中的H⁺浓度逐渐降低，水的电离被促进，OH^－浓度逐渐升高。由于Fe²⁺被Cr₂O₇²^—氧化生成Fe³⁺，当溶液碱性达到一定程度时就会产生Fe(OH)₃沉淀。

考点：考查外界条件对平衡状态的影响、可逆反应平衡状态的判断、氧化还原反应的有关计算、溶度积常数的有关计算以及电化学原理的应用和电极反应式的书写等

点评：该题是中等难度的试题，也是高考中的常见题型和考点。试题综合性强，难易适中，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，有助于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。注意相关知识的积累和总结，并能灵活运用即可。

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科目：高中化学 来源： 题型：

（2012?奉贤区二模）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．该法的工艺流程如图．

（1）其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O若平衡体系的pH=2，则溶液显

橙

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 d．溶液的pH值不变
（3）第②步中，还原0.01mol Cr₂O₇^2-离子，需要

0.06

mol的FeSO₄?7H₂O．
（4）许多过渡（金属）元素的氢氧化物在水中有两种电离方式，Cr（OH）₃在溶液中存在以下平衡：H⁺+CrO₂^-（亮绿色）+H₂O?Cr（OH）₃（s）?Cr³⁺（紫色）+3OH^-
下列有关说法中正确的是

a．加酸则平衡向右移动，则生成Cr³⁺盐，加碱则平衡向左移动，生成亚铬酸盐（CrO₂^-）
b．在一定条件下存在：Cr（OH）₃+OH^-→CrO₂^-+2H₂O；Cr（OH）₃+3H⁺→Cr³⁺+3H₂O
c．Cr³⁺盐中加入NaOH溶液，先产生沉淀，后沉淀消失，溶液变成无色
d．Cr（OH）₃（固）在水中的存在三个平衡．

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

（2013?上饶一模）某工业废水中仅含下表离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解），且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L

阳离子	K⁺ Cu²⁺ Fe³⁺ Al³⁺ Fe²⁺
阴离子	Cl^-CO₃^2- NO₃^- SO₄^2- SiO₃^2-

甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验
Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察）．
Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化．
Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．
请推断
（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是

K⁺、Fe³⁺

（写离子符号）．
（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是

3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O

．
（3）将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中，气体变无色，所发生的化学方程式

3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO

（4）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是

Fe²⁺、Cu²⁺

，阴离子是

Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-

．（写离子符号）
（5）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体质量为

1.6

g．
（6）工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理．以下是乙同学针对含不同污染物的废水提出的处理措施和方法，其中正确的是

选项	污染物	处理措施	方法类别
A	废酸	加生石灰中和	物理法
B	Cu²⁺等重金属离子	加硫酸盐沉降	化学法
C	含复杂有机物的废水	通过微生物代谢	物理法
D	碱性的废水	用CO₂来中和	化学法

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

（2012?湖南模拟）2011年8月12日，网传云南曲靖市越州镇约5000余吨的重毒化工废料铬渣非法丢放，毒水被直接排放到南盘江中．被污染的水中主要含有Cr³⁺，同时还含有少量的Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺和Al³⁺等，且酸性较强．
Ⅰ．污泥中Cr⁺回收与再利用工艺如下（硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）：

部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

阳离子	Fe³⁺	Fe²⁺	Mg²⁺	Al³⁺	Cu²⁺	Cr³⁺
开始沉淀时的pH	1.9	7.0	-	_	4.7	-
沉淀完全时的pH	3.2	9.0	11.1	8	6.7	9（＞9溶解）

（1）实验室用18.4mol?L^-1的浓硫酸配制250mL 4.8mol?L^-1的硫酸溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和吸量管（一种能精确量取一定体积液体的仪器）外，还需

250mL容量瓶、胶头滴管．

（2）加入H₂O₂的作用是

将滤液Ⅰ中的Cr³⁺转化为Cr₂O₇^2-，以便于与杂质离子分离

．调节溶液的pH=8是为了除去

Fe³⁺、Al³⁺

离子．
（3）还原过程发生以下反应，请配平：

Na₂Cr₂O₇+

SO₂+

H₂O

═

Cr（OH）（H₂O）₅ SO₄+

Na₂SO₄

Na₂SO₄
Ⅱ．工业废水中常含有一定量的Cr2

和Cr

，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理．其中一种处理方法为电解法，该法用Fe做电极，电解含Cr2

的酸性废水，随着电解进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）₃沉淀．
阳极的电极反应式为

Fe-2e^-═Fe²⁺

．
电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？

不能

（填“能”或“不能”），理由是

因阳极产生的Cu²⁺不能使Cr₂O₇^2-还原到低价态

．

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科目：高中化学 来源： 题型：

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．该法的工艺流程为：
CrO₄^2-

H+

①转化

Cr₂O₇^2-

Fe2+

②还原

Cr³⁺

OH-

③沉淀

Cr（OH）₃↓
其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
（1）若平衡时溶液呈强酸性，则溶液显

橙

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．溶液的颜色不变
C．CrO₄^2-的消耗速率是Cr₂O₇^2-生成速率的2倍 D．溶液的pH值不变
（3）第②步中，还原0.01mol Cr₂O₇^2-离子，需要

0.06

mol的FeSO₄?7H₂O．
（4）Cr（OH）₃在水溶液中有两种电离方式，并存在以下平衡：
H⁺+CrO₂^-（亮绿色）+H₂O?Cr（OH）₃（s）?Cr³⁺（紫色）+3OH^-
下列有关说法中正确的是

a、加酸平衡向右移动，生成Cr³⁺；加碱平衡向左移动，生成CrO₂^-
b、在一定条件下存在反应：Cr（OH）₃+OH^-→CrO₂^-+2H₂O；Cr（OH）₃+3H⁺→Cr³⁺+3H₂O
c、Cr³⁺盐溶液中加入NaOH溶液，先产生沉淀，后沉淀消失，溶液变成无色
d、Cr（OH）₃（固）在水中存在三个平衡．

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科目：高中化学 来源：2010-2011学年北京东城区示范校高三综合练习（二）（理综）化学部分 题型：填空题

（15分）某工业废水中仅含下表离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解），且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L。

阳离子	K⁺ Cu²⁺ Fe³⁺ Al³⁺ Fe²⁺
阴离子	Cl^-CO₃^2- NO₃^- SO₄^2- SiO₃^2-

甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：

Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察）。

Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化。

Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。

Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成。

请推断：

（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是（写离子符号）。

（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的的离子方程式是_________________________。

（3）将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中，气体变无色，所发生的化学方程式为

_______________________________________________________________

（4）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是，阴离子是。（写离子符号）

（5）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体质量为 g。

（6）工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下是乙同学针对含不同污染物的废水提出的处理措施和方法，其中正确的是

选项	污染物	处理措施	方法类别
A	废酸	加生石灰中和	物理法
B	Cu²⁺等重金属离子	加硫酸盐沉降	化学法
C	含复杂有机物的废水	通过微生物代谢	物理法
D	碱性的废水	用CO₂来中和	化学法

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