Question

20．還原沉淀法是處理含鉻（含Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-）工業(yè)廢水的常用方法，過程如下：
CrO₄^2-$→_{轉換}^{H+}$Cr₂O₇^2-$→_{還原}^{Fe_{2}+}$Cr³⁺$→_{沉淀}^{OH-}$Cr（OH）₃↓
己知轉化過程中的反應為：2CrO₄^2-（aq）+2H⁺（aq）═Cr₂O₇^2-（aq）+H₂O（1）．轉化后所得溶液中鉻元素含量為28.6g/L，CrO₄^2-有10/11轉化為Cr₂O₇^2-．下列說法不正確的是（　　）

• A． 轉化過程中，增大c（H+），平衡向正反應方向移動，CrO₄^2-的轉化率提高
• B． 常溫下K_sp[Cr（OH）₃]=1×10^-32，要使處理后廢水中c（Cr³⁺）降至1×10^-5mol/L，應調溶液的pH=5
• C． 若用綠礬（FeSO₄•7H₂O）（M=278）作還原劑，處理1L廢水，至少需要917.4g
• D． 常溫下轉化反應的平衡常數(shù)K=10⁴，則轉化后所得溶液的pH=1

Answer 1

分析 A．存在平衡：2CrO₄^2-（aq）+2H⁺（aq）═Cr₂O₇^2-（aq）+H₂O（1），增大氫離子濃度平衡正向進行；
B．根據(jù)溶度積常數(shù)列式計算；
C．若1L酸化后所得溶液中含鉻元素的質量為28.6g，根據(jù)守恒列關系式：2Cr～2CrO₄^2-～Cr₂O₇^2-～2Cr³⁺～6e^-～6FeSO₄•7H₂O計算；
D．酸化時發(fā)生的反應為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，若1L酸化后所得溶液中含鉻元素的質量為28.6g，CrO₄^2-有$\frac{10}{11}$轉化為Cr₂O₇^2-，說明鉻元素有$\frac{10}{11}$轉化為Cr₂O₇^2-，計算平衡濃度，結合平衡常數(shù)計算．

解答 解：轉化后所得溶液中鉻元素含量為28.6g/L，則1L廢水中n（Cr）=$\frac{28.6g/L×1L}{52g/mol}$=0.55mol，
A．存在平衡：2CrO₄^2-（aq）+2H⁺（aq）═Cr₂O₇^2-（aq）+H₂O（1），氫離子濃度增大，平衡正向進行，CrO₄^2-的轉化率提高，故A正確；
B．常溫下K_sp[Cr（OH）₃]=1×10^-32，要使處理后廢水中c（Cr³⁺）降至1×10^-5mol/L，則c（Cr³⁺）×c³（OH^-）=1×10^-32，c（OH^-）=1×10^-9mol/L，pH=5，故B正確．
C．若用綠礬（FeSO₄•7H₂O）（M=278）作還原劑，處理1L廢水，設需要xmolFeSO₄•7H₂O，由氧化還原反應中氧化劑和還原劑得失電子數(shù)目相等可知0.55×（6-3）=x×（3-2），x=1.65，m（FeSO₄•7H₂O）=1.65mol×278g/mol=458.7g，故C錯誤；
D．1L廢水中n（Cr）=$\frac{28.6g/L×1L}{52g/mol}$=0.55mol，CrO₄^2-有$\frac{10}{11}$轉化為Cr₂O₇^2-，則酸化后c（CrO₄^2-）=0.55mol/L×（1-$\frac{10}{11}$）=0.05mol/L，c（Cr₂O₇^2-）=0.55mol/L×$\frac{10}{11}$×$\frac{1}{2}$=0.25mol/L，常溫下轉換反應的平衡常數(shù)K=1×10⁴，則$\frac{c（Cr{O}_{7}^{2-}）}{{c}^{2}（Cr{O}_{4}^{2-}）{c}^{2}（{H}^{+}）}$=1×10⁴，c（H⁺）=0.1mol/L，所以pH=1，故D正確；
故選C．

點評 本題考查難溶電解質的溶解平衡，為高頻考點，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意把握相關計算公式的運用，難度中等．