Question

3．工業廢水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它們會對人類及生態系統產生很H⁺①轉化 Fe²⁺②還原 OH^-③沉淀大的傷害，必須進行處理．常用的處理方法有還原沉淀法，該法的工藝流程為：CrO₄^2-$→_{①轉化}^{H+}$Cr₂O₇^2-$→_{②還原}^{Fe_{2}+}$Cr³⁺$→_{③沉淀}^{OH-}$Cr（OH）₃其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
（1）若平衡體系的pH=2，則溶液顯橙色．
（2）第②步中，還原1mol Cr₂O₇^2-離子，需要6mol的FeSO₄•7H₂O．
（3）Cr³⁺與Al³⁺的化學性質相似，在Cr₂（SO₄）₃溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過量，可觀察到的現象是先有藍色沉淀生成，后沉淀逐漸溶解．
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）
（4）常溫下，Cr（OH）₃的溶度積Ksp=c（Cr³⁺）•c³（OH^-）=10^-32，要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH應調至5．
（5）已知AgCl、Ag₂CrO₄（磚紅色）的K_sp分別為2×10^-10和1.12×10^-12．分析化學中，測定含氯的中性溶液中Cl^-的含量，以K₂CrO₄作指示劑，用AgNO₃溶液滴定．滴定過程中首先析出沉淀AgCl．

Answer 1

分析 （1）pH的溶液呈酸性，平衡2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O正向移動；
（2）根據氧化還原反應中得失電子守恒來計算；
（3）Cr³⁺與Al³⁺的化學性質相似，在Cr₂（SO₄）₃溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過量，先生成沉淀，后溶解；
（4）根據溶度積常數以及水的離子積常數來進行計算；
（5）加入硝酸銀，銀離子濃度相等，根據溶度積計算生成沉淀時氯離子以及CrO₄^2-的濃度大小，濃度小的先生成沉淀．

解答 解：（1）c（H⁺）增大，平衡2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O右移，溶液呈橙色，故答案為：橙色；
（2）根據電子得失守恒：n（Cr₂O₇^2-）×6=n（FeSO₄•7H₂O）×1，n（FeSO₄•7H₂O）=$\frac{1mol×6}{1}$=6mol，故答案為：6mol；
（3）Cr³⁺與Al³⁺的化學性質相似，在Cr₂（SO₄）₃溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過量，先生成氫氧化鉻藍色沉淀，后溶解，
故答案為：先有藍色沉淀生成，后沉淀逐漸溶解；
（4）c（Cr³⁺）=10^-5mol/L時，溶液的c（OH^-）=$\root{3}{\frac{10{\;}^{-32}}{10{\;}^{-5}}}$=10^-9 mol/L，c（H⁺）═$\frac{10{\;}^{-14}}{10{\;}^{-9}}$=10^-5mol/L，pH=5，即要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH應調至5，故答案為：5；
（5）滴定終點時，溶液中c（Cl^-）≤1.0×10^-5mol•L^-1]，由K_sp（AgCl）=1.0×10^-10，c（Ag⁺）≥1.0×10^-5 mol•L^-1，又K_sp（Ag₂CrO₄）=1.12×10^-12，
則c（CrO₄^2-）=$\frac{{K}_{SP}}{{C}^{2}（A{g}^{+}）}$=$\frac{1.12×1{0}^{-12}}{（1×1{0}^{-5}）^{2}}$=0.0112mol•L^-1，可知應先生成AgCl沉淀，
故答案為：AgCl．

點評 本題考查了物質含量的測定，為高頻考點，測總考查學生的分析、計算能力，題目涉及難溶物的溶解平衡、氧化還原反應等知識點，明確實驗原理是解本題關鍵，題目難度中等．