(10分)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。其中一种方法是还原沉淀法
该法的工艺流程为:CrO42-Cr2O72-
Cr3+
Cr(OH)3↓
其中第①步存在平衡:2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O
(1)若该平衡处在强酸性环境,则溶液显________色。
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是 。
A. Cr2O72-和CrO42-的浓度相同 B. 2v(Cr2O72-)=v(CrO42-) C.溶液的颜色不变
(3)第②步中,还原1 mol Cr2O72-离子,需要 mol的FeSO4·7H2O。
写出第②步中反应的离子方程式____________________________________。
(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Ksp=c(Cr3+)·c3(OH―)=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至 。
.(1) 橙色 (2)C (3)6 Cr2O72-+6Fe2++14H+ =6Fe3++2Cr3++7 H2O
(4)5 (每空2分,共10分)
(1)若该平衡处在强酸性环境,则平衡向正反应方向移动,溶液显橙色。
(2)在一定条件下,当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),各种物质的浓度或含量均不再发生变化的状态,是化学平衡状态,所以C正确。平衡时浓度不再发生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,A不正确;反应速率之比是相应的化学计量数之比,所以B中始终是满足的,答案选C。
(3)1 mol Cr2O72-离子得到6mol电子,根据电子的得失守恒可知,需要6molFeSO4·7H2O。
根据反应物和生成物可知,反应的方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+ =6Fe3++2Cr3++7 H2O。
(4)c(Cr3+)=10-5mol/L时,根据溶度积常数表达式可知,c(OH―)=10-9mol/L,则氢离子浓度是10-5mol/L,所以pH=5。