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：CrO42- H+ ①转化 Cr2O72- Fe2+ ②还原 Cr3+ OH-

2019-06-24

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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：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⁺（g）⇌Cr₂O₇^2- （橙色）+2H₂O
作业帮

（1）若该平衡处于强酸性环境中，则溶液显___色．
（2）能说明第①步达平衡状态的是___．
a．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的浓度相同 b.2υ（Cr₂O₇^2-）=υ（CrO₄^2-）
c．溶液的颜色不变 d．溶液的pH保持不变
（3）写出第②步反应的离子方程式___．
方法2：电解法
实验室用如图模拟含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．
（4）阳极的电极材料为Fe，其作用是___．
（5）溶液中同时生成的沉淀还有___，用电解法处理该溶液中0.01molCr₂O₇^2-时，至少得到沉淀的质量是___．

优质解答

（1）c（H⁺）增大，平衡2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺⇌Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O右移，溶液呈橙色，故答案为：橙；
（2）对于平衡：2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺⇌Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O，
a．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的浓度相同，不一定平衡，故错误；
b．2υ（Cr₂O₇^2-）=υ（CrO₄^2-）不能证明正逆速率相等，所以不是平衡状态，故错误；
c．溶液的颜色不变，即有色离子浓度不会再不变，达到了化学平衡状态，故正确；
d．溶液的pH保持不变，即氢离子浓度不变，所以达到了化学平衡状态，故d正确；
故答案为：cd；
（3）Cr₂O₇^2-具有强氧化性把Fe²⁺氧化为Fe³⁺，其反应的离子方程式为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
故答案为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（4）在电解法除铬中，铁作阳极，阳极反应为Fe-2e^-═Fe²⁺，以提供还原剂Fe²⁺，
故答案为：阳极反应为Fe-2e^-=Fe²⁺，提供还原剂Fe²⁺；
（5）在阴极附近溶液pH升高的原因是水电离产生的H⁺放电生成H₂：2H⁺+2e^-═H₂↑，同时大量产生了OH^-，所以溶液中的Fe³⁺也将转化为Fe（OH）₃沉淀；根据Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，Cr³⁺+3OH^-═Cr（OH）₃↓、Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓知0.01mol Cr₂O₇^2-，可生成0.02molCr（OH）₃，0.06molFe（OH）₃，至少得到沉淀的质量是0.02mol×103g/mol+0.06mol×107g/mol=8.48g，
故答案为：Fe（OH）₃；8.48g．（1）c（H⁺）增大，平衡2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺⇌Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O右移，溶液呈橙色，故答案为：橙；
（2）对于平衡：2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺⇌Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O，
a．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的浓度相同，不一定平衡，故错误；
b．2υ（Cr₂O₇^2-）=υ（CrO₄^2-）不能证明正逆速率相等，所以不是平衡状态，故错误；
c．溶液的颜色不变，即有色离子浓度不会再不变，达到了化学平衡状态，故正确；
d．溶液的pH保持不变，即氢离子浓度不变，所以达到了化学平衡状态，故d正确；
故答案为：cd；
（3）Cr₂O₇^2-具有强氧化性把Fe²⁺氧化为Fe³⁺，其反应的离子方程式为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
故答案为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（4）在电解法除铬中，铁作阳极，阳极反应为Fe-2e^-═Fe²⁺，以提供还原剂Fe²⁺，
故答案为：阳极反应为Fe-2e^-=Fe²⁺，提供还原剂Fe²⁺；
（5）在阴极附近溶液pH升高的原因是水电离产生的H⁺放电生成H₂：2H⁺+2e^-═H₂↑，同时大量产生了OH^-，所以溶液中的Fe³⁺也将转化为Fe（OH）₃沉淀；根据Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，Cr³⁺+3OH^-═Cr（OH）₃↓、Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓知0.01mol Cr₂O₇^2-，可生成0.02molCr（OH）₃，0.06molFe（OH）₃，至少得到沉淀的质量是0.02mol×103g/mol+0.06mol×107g/mol=8.48g，
故答案为：Fe（OH）₃；8.48g．