Question

【題目】含有K2Cr2O7的廢水具有較強的毒性，工業(yè)上常用鋇鹽沉淀法處理含有 K2Cr2O7 的廢水并回收重鉻酸，具體的流程如下：

已知：CaCr2O7、BaCr2 O7 易溶于水，其它幾種鹽在常溫下的溶度積如下表所示。

物質(zhì)	CaSO4	CaCrO4	BaCrO4	BaSO4
溶度積	9.1106	2.30 102	1.17 1010	1.08 1010

(1)用離子方程式表示K2Cr2O7溶液中同時存在 K2CrO4的原因(將離子方程式補充完整)：______Cr2O72-+__________CrO42+______

(2)向濾液 1 中加入 BaCl2 2H2O 的目的是使 CrO42- 從溶液中沉淀出來。

①結(jié)合上述流程說明熟石灰的作用：_____。

②結(jié)合表中數(shù)據(jù)，說明選用Ba2 不選用Ca2處理廢水的理由：_____。

③ 研究溫度對CrO42 沉淀效率的影響。實驗結(jié)果如下：在相同的時間間隔內(nèi)，不同溫度下CrO42- 的沉淀率(沉淀率如圖所示)

已知：

CrO42- 的沉淀效率隨溫度變化的原因是_____。

(3)向固體2中加入硫酸，回收重鉻酸。

①硫酸濃度對重鉻酸的回收率如下圖(左)所示。結(jié)合化學(xué)平衡移動原理，解釋使用 0.450 mol/L 的硫酸時，重鉻酸的回收率明顯高于使用 0.225 mol/L 的硫酸的原因：_____。

②回收重鉻酸的原理如上圖(右)所示。當(dāng)硫酸濃度高于0.450 mol/L時，重鉻酸的回收率沒有明顯變化，其原因是_____。

(4)綜上所述，沉淀BaCrO4進一步回收重鉻酸的效果與_____、_____、有關(guān)。

Answer 1

【答案】1 1H2O 2 2 H+ 沉淀SO42－；調(diào)節(jié)溶液pH，使Cr2O72－轉(zhuǎn)化為CrO42－而沉淀 溫度升高，沉淀速率加快 BaCrO4比CaCrO4更難溶，可以使CrO42－沉淀更完全 c(H2SO4)增大，則c(SO42－)增大，與Ba2+生成沉淀，促進BaCrO4 Ba2+ +CrO42－平衡右移，c(CrO42－)增大；同時，c(H+)也增大，共同促進Cr2O72－+ H2O 2CrO42－ + 2H+ 平衡左移，有利于生成更多的H2Cr2O7 BaSO4與BaCrO4溶解度接近，c(H2SO4)越大，越有利于生成BaSO4，包裹在BaCrO4外，使其難于接觸H2SO4，阻礙重鉻酸生成 溶液pH H2SO4濃度

【解析】

含有K2Cr2O7的廢水同時含有SO42，加入適量熟石灰過濾得到的固體1為硫酸鈣和濾液1，向濾液1中加入BaCl22H2O的目的是使CrO42從溶液中沉淀出來，過濾得到固體2為BaCrO4，向固體2中加入硫酸，回收重鉻酸，同時生成固體3為硫酸鋇沉淀。

(1). K2Cr2O7溶液中同時存在K2CrO4的原因是重鉻酸根離子在水溶液中存在化學(xué)平衡生成鉻酸根離子和氫離子，反應(yīng)的離子方程式為Cr2O72+H2O2CrO42+2H+；

(2). ①.根據(jù)表中物質(zhì)的溶度積常數(shù)可知，熟石灰的作用是沉淀硫酸根離子，調(diào)節(jié)溶液pH使Cr2O72轉(zhuǎn)化為CrO42；

②.根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，BaCrO4比CaCrO4更難溶，所以選用Ba2+處理廢水可以使CrO42沉淀更完全；

③.根據(jù)圖象可知，CrO42的沉淀率隨溫度升高增大，原因是溫度升高，沉淀速率加快；

(3). ①. c(H2SO4)增大，則c(SO42－)增大，與Ba2+生成沉淀，促使BaCrO4(s)Ba2+(aq)+CrO42(aq)平衡右移，使c(CrO42)增大，同時c(H+)也增大，共同促使Cr2O72+H2O2CrO42+2H+平衡左移，可以生成更多的H2Cr2O7；

②.根據(jù)表中各物質(zhì)的溶度積常數(shù)可知，BaSO4與BaCrO4溶解度比較接近，c(H2SO4)越大，越有利于生成BaSO4，包裹在BaCrO4外，使其難與H2SO4接觸，阻礙重鉻酸生成；

(4).根據(jù)上述分析可知，沉淀BaCrO4進一步回收重鉻酸的效果與溫度、濃度、溶液pH、硫酸濃度、沉淀顆粒等有關(guān)，受到溶液pH、溫度、H2SO4濃度、BaCrO4顆粒大小等因素的影響。