Question

6．元素鉻及其化合物工業用途廣泛．但含+6價鉻的污水會損壞環境．電鍍廠產生的鍍銅廢水中長含有一定量的Cr₂O₇^2-，處理該廢水常用還原沉淀法．

（1）下列溶液中可代替上述流程中Na₂S₂O₃溶液的是AD （填選項序號）
A．FeSO₄溶液　B．濃H₂SO₄    C．酸性 KMnO₄       D．Na₂SO₃溶液
（2）上述流程中，每消耗1mol Na₂S₂O₃，轉移0.8mol電子．則加入Na₂S₂O₃溶液時發生反應的離子方程式為：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O．
（3）Cr（OH）₃的化學性質與AlOH）₃相似，在述流程中加入NaOH溶液時，需控制溶液的pH不能過高，用離子方程式表示其原因：Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O．

Answer 1

分析 含Cr₂O₇^2-離子的廢水加入Na₂S₂O₃溶液調節溶液pH=2-3，重鉻酸根離子被還原為Cr³⁺離子，再加入氫氧化鈉溶液控制溶液pH生成Cr（OH）₃；
（1）可以代替上述流程中Na₂S₂O₃溶液，需要具有還原性，能還原重鉻酸根離子；
（2）每消耗0.1mol Na₂S₂O₃轉移0.8mol e^-，根據電子轉移守恒，可知S₂O₃^2-被氧化生成SO₄^2-，而Cr₂O₇^2-離子被還原為Cr³⁺離子，配平書寫離子方程式；
（3）Cr（OH）₃的化學性質與Al（OH）₃相似，顯示兩性，可以溶解在強酸、強堿溶液中，反應生成NaCrO₂與H₂O．

解答 解：含Cr₂O₇^2-離子的廢水加入Na₂S₂O₃溶液調節溶液pH=2-3，重鉻酸根離子被還原為Cr³⁺離子，再加入氫氧化鈉溶液控制溶液pH生成Cr（OH）₃．
（1）可以代替上述流程中Na₂S₂O₃溶液，需要具有還原性，能還原重鉻酸根離子，
A．FeSO₄溶液中亞鐵離子具有還原性，可以還原Cr₂O₇^2-離子，故A符合；
B．濃H₂SO₄ 具有強氧化性，不能表現還原性，不能還原Cr₂O₇^2-，故B不符合；
C．酸性KMnO₄ 是強氧化劑不能還原Cr₂O₇^2-，故C不符合；
D．Na₂SO₃溶液中亞硫酸根離子具有還原性，可以還原Cr₂O₇^2-，故D符合；
故答案為：AD；
（2）每消耗0.1mol Na₂S₂O₃轉移0.8mol e^-，根據電子轉移守恒，可知S₂O₃^2-被氧化生成SO₄^2-，而Cr₂O₇^2-離子被還原為Cr³⁺離子，配平可得離子方程式為：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
故答案為：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
（3）Cr（OH）₃的化學性質與Al（OH）₃相似，Cr（OH）₃可以溶解在過量的氫氧化鈉溶液中，反應生成NaCrO₂與H₂O，反應離子方程式為：Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O，在上述生產過程中加入NaOH溶液時要控制溶液的pH不能過高，防止Cr（OH）₃溶解，
故答案為：Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O．

點評 本題考查物質分離提純的綜合應用，涉及對試劑及控制條件的分析評價、氧化還原反應的理解應用，題目難度中等．