环境中常见的重金属污染物有:汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中含有的Cr 2 O 7  2- 和CrO 4  2- ,常

环境中常见的重金属污染物有:汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中含有的Cr 2 O 7 2- 和CrO 4 2- ,常用的方法为还原沉淀法,该法的工艺流程为CrO 4 2- H+①转化Cr 2 O 7 2- Fe2+②还原Cr 3 + OH-③沉淀Cr(OH) 3 ↓。其中第①步存在平衡2CrO 4 2- (黄色)+2H + Cr 2 O 7 2- (橙色)+H 2 O。(1)写出第①步反应的平衡常数表达式 。(2)关于第①步反应,下列说法正确的是 。A.通过测定溶液的pH可以判断反应是否已达到平衡状态B.该反应为氧化还原反应C.强酸性环境,溶液的颜色为橙色(3)第②步中,还原0.1 mol Cr 2 O 7 2- ,需要 mol的FeSO 4 ·7H 2 O。(4)第③步除生成Cr(OH) 3 外,还可能生成的沉淀为 。(5)在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH) 3 (s) Cr 3 + (aq)+3OH - (aq),常温下,Cr(OH) 3 的溶度积K sp =10 -32 ,当c(Cr 3 + )降至10 -5 mol/L,认为c(Cr 3 + )已经完全沉淀,现将第③步溶液的pH调至4,请通过计算说明Cr 3 + 是否沉淀完全(请写出计算过程): 。
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(1)K=
(2)AC
(3)0.6
(4)Fe(OH) 3
(5)当pH调至4时,c(OH - )=10 -10 mol/L,c(Cr 3 + )=10 -32 /c 3 (OH - ) =10 -2 mol/L>10 -5 mol/L,因此Cr 3 + 没有沉淀完全
(1)因H 2 O是纯液态物质,其浓度视为常数,故第①步反应的平衡常数表达式为K=c(Cr 2 O 7 2- )/[c 2 (CrO 4 2- )·c 2 (H + )]。
(2)利用反应①可知,反应正向进行时,溶液pH增大,故pH不变时说明反应达到平衡,A项正确;CrO 4 2- 和Cr 2 O 7 2- 中Cr均为+6价,该反应不是氧化还原反应,B项错误;在酸性环境中,溶液中c(Cr 2 O 7 2- )较大,溶液呈橙色,C项正确。
(3)在第②步反应中Cr 2 O 7 2- 被还原为Cr 3 + ,0.1 mol Cr 2 O 7 2- 被还原时转移电子的物质的量为0.1 mol×2×(6-3)=0.6 mol,而还原剂Fe 2 + 被氧化为Fe 3 + ,故需要消耗0.6 mol FeSO 4 ·7H 2 O。
(4)在第②步反应中Fe 2 + 被氧化为Fe 3 + ,故第③步还有Fe(OH) 3 生成。

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