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(14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 其中第①步存在平衡:2CrO42—(黄色)+2H+Cr2O72—(橙色)+H2O (1)若平衡体系的pH=2,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1mol Cr2O72—离子,需要________mol的FeSO4·7H2O。 ( 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 。 方法2:电解法 该法用Fe做电极电解含Cr2O72—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。 (5)用Fe做电极的原因为 。 (6)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释) 。 溶液中同时生成的沉淀还有 。 |
参考解答
(1)橙(2)c(3)6(4)5(5)阳极反应为Fe-2e-=Fe2+,提供还原剂Fe2+ (6)2H++2e-=H2↑ Fe(OH)3 |
(1)若平衡体系的pH=2,2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O,平衡右移,呈橙色(2)能说明第①步反应达平衡状态的是溶液的颜色不变,溶液的各反应混合物浓度不变,选c(3)由得失电子守恒得:1mol Cr2O72―变6价,要6molFe2+ (4)Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=10-32,c3(OH-)= 10-32/10-5=10-27,c(OH-)= 10-9mol·L-1,pH= 5(5)阳极反应为Fe-2e-=Fe2+,提供还原剂Fe2+;所以用铁作电极(6)在阴极附近溶液pH升高的原因是2H++2e-=H2↑,水电离平衡被破坏,留下OH―,提高碱度,使Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀而除去。 |
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