Question

19．某企業排放的含鉻廢水中含有較多毒性較大的Cr₂O₇^2-，該研究性學習小組為了變廢為寶，將廢水處理得到金屬鉻，設計了如下的工藝流程：
（1）第②步反應的離子方程式是Cr₂O₇^2-+2H⁺+3SO₂═2Cr³⁺+3SO₄^2-+H₂O．
（2）第③步反應除生成Cr（OH）₃沉淀外，還會產生某種氣體，該氣體的化學式是CO₂．
（3）第④步灼燒所需的儀器除三腳架、坩堝鉗、坩堝、玻璃棒外，還需要酒精燈、泥三角．
（4）若該含鉻廢水中含6.00×10^-3mol•L^-1 Cr₂O₇^2-，欲使500mL該廢水中的 Cr₂O₇^2-完全轉化為金屬鉻，理論上需要加入0.162g鋁粒．

Answer 1

分析 Cr₂O₇^2-有較強氧化性，二氧化硫具有還原性，在酸性介質中發生氧化還原反應，二氧化硫將Cr₂O₇^2-還原成Cr³⁺，由實驗流程可知，加Na₂CO₃時，產生Cr（OH）₃沉淀，Cr（OH）₃灼燒得到Cr₂O₃，用鋁在高溫條件下還原Cr₂O₃得Cr，結合元素守恒和電子守恒進行答題．

解答 解：Cr₂O₇^2-有較強氧化性，二氧化硫具有還原性，在酸性介質中發生氧化還原反應，二氧化硫將Cr₂O₇^2-還原成Cr³⁺，由實驗流程可知，加Na₂CO₃時，產生Cr（OH）₃沉淀，Cr（OH）₃灼燒得到Cr₂O₃，用鋁在高溫條件下還原Cr₂O₃得Cr，
（1）Cr₂O₇^2-具有強氧化性，能將二氧化硫中+4價的硫氧化為+6價，離子反應為：Cr₂O₇^2-+2H⁺+3SO₂═2Cr³⁺+3SO₄^2-+H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+2H⁺+3SO₂═2Cr³⁺+3SO₄^2-+H₂O；
（2）第③步反應為Cr³⁺與碳酸根離子雙水解得Cr（OH）₃沉淀外，還會產生某種氣體，根據元素守恒要知該氣體為CO₂，
故答案為：CO₂；
（3）灼燒固體物質所需的儀器除三腳架、坩堝鉗、坩堝、玻璃棒外，還需要酒精燈、泥三角，
故答案為：酒精燈、泥三角；
（4）含鉻廢水中含6.00×10^-3mol•L^-1 Cr₂O₇^2-，所以500mL該廢水中的 Cr₂O₇^2-的物質的量為3.00×10^-3mol，得到Cr₂O₃的物質的量為3.00×10^-3mol，鋁在高溫條件下還原Cr₂O₃得Cr，有關系式Cr₂O₃～2Al，所以理論上需要加入鋁的質量為6.00×10^-3×27g=0.162g，
故答案為：0.162．

點評 本題以工業廢水處理為載體，考查氧化還原反應、離子反應、關系式計算等，難度中等，關鍵根據實驗流程利用氧化還原反應判斷發生的離子反應，是對學生綜合能力的考查．