Question

5．某興趣小組模擬企業對含鉻廢水（Cr₂O₇^2-和Cr³⁺）處理流程如圖1．

已知：2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O
請回答：
（1）用離子方程式表示調節池里發生的反應Cr₂O₇^2-+14H⁺+6Fe²⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
（2）操作Ⅰ得到的殘渣的化學式為Fe（OH）₃．
（3）①、操作Ⅲ調節pH時最適合作為調節劑的是B
A．4mol•L^-1鹽酸       B．6mol•L^-1硫酸     C．石灰乳             D．碳酸鈉
②、不選擇其它的原因是根據2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，以及實驗目的，應加入酸，促使平衡向正反應方向進行，故C、D錯誤；因為Cr₂O₇^2-具有強氧化性，能把Cl^-氧化成Cl₂，故選項A錯誤．
（4）為檢測處理后廢水中鉻的含量，取100mL處理后的樣品于錐形瓶中，用濃醋酸調節pH=5，并加入適量固體抗壞血酸，使Cr₂O₇^2-完全轉化為Cr³⁺，再用amol•L^-1的EDTA（用H₄Y表示）標準溶液進行滴定，其反應原理為：Cr₂O₇^2-→2Cr³⁺，Cr³⁺+Y^4-=CrY^-
①滴定時采用圖2所示的側邊自動定零位滴定管，具有的優點操作簡單、無視力誤差、計量精確．
②實驗消耗EDTA標準溶液b mL，則處理后廢液中含鉻濃度為520abmg•L^-1（用含a、b的式子表示）．

Answer 1

分析 含鉻廢水（Cr₂O₇^2-和Cr³⁺）加入硫酸和硫酸亞鐵，進入調節池發生氧化還原反應產生鐵離子和鉻離子，加入氫氧化鈉溶液過濾得到濾渣為氫氧化鐵沉淀，濾液含Cr（OH）₄^-，加入過氧化氫酸性溶液中氧化Cr（OH）₄^-，生成Na₂CrO₄，操作Ⅲ調節溶液PH，使反應2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O向正方向移動，酸溶液應選擇硫酸，鹽酸易被氧化所以不選擇鹽酸，得到的Na₂Cr₂O₇溶液，加入適量KCl過濾得到K₂Cr₂O₇晶體，據此解答．

解答 解：含鉻廢水（Cr₂O₇^2-和Cr³⁺）加入硫酸和硫酸亞鐵，進入調節池發生氧化還原反應產生鐵離子和鉻離子，加入氫氧化鈉溶液過濾得到濾渣為氫氧化鐵沉淀，濾液含Cr（OH）₄^-，加入過氧化氫酸性溶液中氧化Cr（OH）₄^-，生成Na₂CrO₄，操作Ⅲ調節溶液PH，使反應2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O向正方向移動，酸溶液應選擇硫酸，鹽酸易被氧化所以不選擇鹽酸，得到的Na₂Cr₂O₇溶液，加入適量KCl過濾得到K₂Cr₂O₇晶體．
（1）調節池里發生的反應是酸性溶液中重鉻酸跟離子氧化亞鐵離子生成鐵離子的反應，反應的離子方程式為：Cr₂O₇^2-+14H⁺+6Fe²⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+14H⁺+6Fe²⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（2）分析可知，操作Ⅰ得到的殘渣為氫氧化鐵，化學式為：Fe（OH）₃，故答案為：Fe（OH）₃；
（3）根據2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，以及實驗目的，應加入酸，促使平衡向正反應方向進行，石灰乳的主要成分是氫氧化鈣，碳酸鈉溶液呈堿性，CD都會使平衡逆向移動，故C、D錯誤，因為Cr₂O₇^2-具有強氧化性，能把Cl^-氧化成Cl₂，故選項A錯誤，
故答案為：B；根據2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，以及實驗目的，應加入酸，促使平衡向正反應方向進行，故C、D錯誤；因為Cr₂O₇^2-具有強氧化性，能把Cl^-氧化成Cl₂，故選項A錯誤；
（4）①自動定零位滴定管使得測定結果更準確，操作簡單，滴定時采用如圖2所示的側邊自動定零位滴定管，具有的優點是：操作簡單，無視力誤差，計算精確，
故答案為：操作簡單，無視力誤差，計算精確；
②Cr₂O₇^2-→2Cr³⁺，Cr³⁺+Y^4-=CrY^-
反應定量關系為：Cr₂O₇^2-→2Cr³⁺～2H₄Y（EDTA）
n（Cr³⁺）=n（EDTA）=amol•L^-1×b×10^-3L=ab×10^-3mol，
計算得到鉻離子的濃度=$\frac{ab×1{0}^{-3}mol×52g/mol}{0.1L}$=0.52abg/L=520abmg/L，
故答案為：520ab．

點評 本題考查了物質分離提純的方法和實驗基本操作、滴定實驗的分析和計算，主要是物質性質和化學平衡的理解應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．