Question

【題目】查閱資料:元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3+(藍(lán)紫色) 、Cr(OH)4-(綠色) 、Cr2O72（橙紅色）、CrO42（黃色）等形式存在，Cr(OH)3為難溶于水的灰藍(lán)色固體，回答下列問題：

（1）鉻(24Cr)屬于________（選填編號(hào)）。

a.主族元素 b.副族元素 c.Ⅶ族元素 d.過渡元素

（2）CrO42和Cr2O72在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0 mol·L1的Na2CrO4溶液中c（Cr2O72）隨c（H+）的變化如圖所示。

①用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)____________。

②由圖可知，溶液酸性增大，CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率__________（填“增大“減小”或“不變”）。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為__________。

③升高溫度，溶液中CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的ΔH_________0（填“>”“<”或“=”）。

（3）欲降低廢水中重金屬元素鉻的毒性，可將Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3沉淀除去．已知：

	氫氧化物開始沉淀時(shí)的pH	氫氧化物沉淀完全時(shí)的pH
Fe2+	7.0	9.0
Fe3+	1.9	3.2
Cr3+	6.0	8.0

某含鉻廢水處理的主要流程如圖所示：

①初沉池中加入的混凝劑是K2SO4﹒Al2(SO4)3﹒24H2O，其作用為__________（用離子方程式表示）．

②反應(yīng)池中用NaHSO3將酸性廢液中的Cr2O72-還原成Cr3+，該反應(yīng)的離子方程式為________．根據(jù)“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，此過程中發(fā)生主要反應(yīng)的離子的先后順序是____________．證明Cr3+沉淀完全的方法是__________．

（4）工業(yè)可用電解法來處理含 Cr2O72-廢水．實(shí)驗(yàn)室利用如圖模擬處理含Cr2O72-的廢水，陽極反應(yīng)式是Fe-2e-═Fe2+，陰極反應(yīng)式是2H++2e-═H2↑．Fe2+與酸性溶液中的Cr2O72-反應(yīng)的離子方程式是__________，得到的金屬陽離子在陰極區(qū)可沉淀完全，用電解法處理該溶液中0.01mol Cr2O72-時(shí)，至少得到沉淀的質(zhì)量是__________ g．

Answer 1

【答案】 bd 2CrO42-+2H+Cr2O72- +H2O 增大 K=1.0×1014 ＜ Al3+ + 3H2OAl(OH)3(膠體) + 3H+ Cr2O72- +3HSO3- +5H+===2Cr3++3SO42- +4H2O H+、Cr3+ 測(cè)定溶液的pH，若pH≥8，則證明Cr3+沉淀完全（其他合理答案均可） 6Fe2++Cr2O72- +14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O 8.48

【解析】（1）Cr是ⅥB族的金屬元素，所以是副族元素也是過渡元素。

（2）①圖中看到：酸性增強(qiáng)時(shí)CrO42轉(zhuǎn)化為Cr2O72，所以方程式為：2CrO42+2H+Cr2O72- +H2O。②酸性增強(qiáng)，氫離子濃度增大，平衡正向移動(dòng)，CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率增大。A點(diǎn)Cr2O72-的濃度為0.25mol/L，則消耗的CrO42-的濃度為0.5mol/L，則溶液中的c（CrO42-）=1.0mol/L - 0.25mol/L×2 = 0.5mol/L，H+濃度為1×10-7mol/L，此時(shí)該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為 ，即K=1×1014。③升高溫度，溶液中CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說明平衡逆向移動(dòng)，則該反應(yīng)的ΔH＜0。

（3）①加入明礬的目的是鋁離子水解得到氫氧化鋁膠體，再吸附水中其他不溶物一起聚沉，所以反應(yīng)為：Al3+ + 3H2OAl(OH)3(膠體) + 3H+。

②用NaHSO3將酸性廢液中的Cr2O72-還原成Cr3+，同時(shí)+4價(jià)S化合價(jià)應(yīng)該升高到+6價(jià)，得到硫酸根根，所以方程式為：Cr2O72- +3HSO3- +5H+===2Cr3++3SO42- +4H2O。沉淀池溶液中主要存在氫離子和Cr3+，加入氫氧根離子，應(yīng)該先進(jìn)行酸堿中和，再形成氫氧化鉻沉淀，所以先反應(yīng)H+再反應(yīng)Cr3+。從題目的表格中已知：pH達(dá)到8的時(shí)候溶液中的Cr3+完全沉淀，所以可以利用測(cè)定溶液pH的方法來證明Cr3+完全沉淀。

（4）Cr2O72-將Fe2+氧化為Fe3+，本身還原為Cr3+，所以反應(yīng)方程式為：6Fe2++Cr2O72- +14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O。根據(jù)上述方程式，處理該溶液中0.01molCr2O72-時(shí)，應(yīng)該得到0.02molCr3+和0.06molFe3+，題目說得到的金屬陽離子在陰極區(qū)可沉淀完全，則Cr3+和Fe3+應(yīng)該完全沉淀，得到0.02molCr(OH)3和0.06molFe(OH)3，質(zhì)量為0.02×(52+17×3) + 0.06×(56+17×3)=8.48g。