Question

（1）含鉻化合物有毒，對人畜危害很大．因此含鉻廢水必須進行處理才能排放．
已知：
在含+6價鉻的廢水中加入一定量的硫酸和硫酸亞鐵，使+6價鉻還原成+3價鉻；再調(diào)節(jié)溶液pH在6～8之間，使Fe³⁺和Cr³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃、Cr（OH）₃沉淀而除去．
①寫出Cr₂O₇^2-與FeSO₄溶液在酸性條件下反應(yīng)的離子方程式

 

．
②當溶液的pH不能超過10，Cr（OH）₃溶解的離子方程式：

 

．
③已知：K_sP[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38，K_sP[Cr（OH）₃]=6.0×l0^-31，若使體系中有Fe（OH）₃沉淀，而無Cr（OH）₃沉淀，則

c(Cr3+)

c(Fe3+)

最大值不應(yīng)超過

 

．
（2）①一定濃度的HF和Al₂（SO₄）₃混合溶液中，鋁的各種微粒含量?隨pH的分布曲線如圖示．用NaOH使混合液的pH從5調(diào)整到7，完成有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為：

 

+3OH^-=Al（OH）₃↓+2F^-；

 

+3OH^-=Al（OH）₃↓+3F^-
②某溫度下測得濃度均為0.10mol?L^-1的KF和HF混合溶液的pH=4，近似計算HF的電離平衡常數(shù)K _a

 

．

Answer 1

考點：離子方程式的書寫,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：

分析：（1）①二價鐵離子有還原性，Cr₂O₇^2-有強氧化性，二者能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)電子得失配平寫出方程式；
②由題意可知，當pH超過10即c（OH^-）≥10^-4mol?L^-1時，Cr（OH）₃轉(zhuǎn)變成CrO₂^-；
③依據(jù)溶度積常數(shù)表達式及溶度積規(guī)則解答；
（2）①由圖可知溶液pH=5時，混合液中鋁的微粒為AlF₂⁺、AlF₃，pH值=7時，鋁的微粒為Al（OH）₃，即AlF₂⁺、AlF₃與OH^-反應(yīng)生成Al（OH）₃、F^-；
②HF的電離平衡常數(shù)K_a=

[H+][F-]

[HF]

，計算各種微粒的物質(zhì)的量濃度，帶入表達式計算．

解答： 解：（1）①二價鐵離子有還原性，Cr₂O₇^2-有強氧化性，二者能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，二價鐵離子被氧化成三價鐵離子，Cr₂O₇^2-被還原為Cr³⁺，反應(yīng)方程式為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
②題意可知，當pH超過10即c（OH^-）≥10^-4mol?L^-1時，Cr（OH）₃轉(zhuǎn)變成CrO₂^-，發(fā)生Cr（OH）₃+OH^-═CrO₂^-+2H₂O，
故答案為：Cr（OH）₃+OH^-═CrO₂^-+2H₂O；
③K_sP[Fe（OH）₃]=[Fe³⁺][OH^-]³；K_sP[Cr（OH）₃]=[Cr³⁺][OH^-]³；依據(jù)二者溶度積常數(shù)可知，氫氧化鐵溶解度小于氫氧化鉻，若使體系中有Fe（OH）₃沉淀，而無Cr（OH）₃沉淀，應(yīng)滿足：

KsP[Fe(OH)3]

[Fe3+]

=

KsP[Cr(OH)3]

[Cr3+]

，則

c(Cr3+)

c(Fe3+)

=

KsP[Cr(OH)3]

KsP[Fe(OH)3]

=

4.0×10-38

6.0×l0-31

=

2

3

×10^-7，
故答案為：

2

3

×10^-7；
（2）①由圖可知溶液pH=5時，混合液中鋁的微粒為AlF₂⁺、AlF₃，pH值=7時，鋁的微粒為Al（OH）₃，即AlF₂⁺、AlF₃與OH^-反應(yīng)生成Al（OH）₃、F^-，反應(yīng)離子方程式為：AlF₂⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓+2F^-、AlF₃+3OH^-=Al（OH）₃↓+3F^-，
故答案為：AlF₂⁺；AlF₃；
②溶液pH=4，則溶液中c（H⁺）=10^-4 mol?L^-1，
                   HF    H⁺+F^-
開始（ mol?L^-1）：0.10               0        0.10
平衡（ mol?L^-1）：（0.10-1×10^-4）  1×10^-4  （0.10+1×10^-4 ）
c（HF）=（0.10-1×10^-4） mol?L^-1≈0.10 mol?L^-1 
c（F^-）=（0.10+1×10^-4）mol?L^-1≈0.10mol?L^-1

K_a=

[H+][F-]

[HF]

=

0.1mol/L×10-4mol/L

0.1mol/L

=1.0×10^-4 mol?L^-1，
故答案為：1.0×10^-4 mol?L^-1．

點評：本題為綜合題，考查了離子方程式的書寫、溶度積規(guī)則、平衡常數(shù)的計算，明確溶度積規(guī)則及化學(xué)平衡常數(shù)表達式是解題關(guān)鍵，題目難度中等．