Question

工业废水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理．常用的处理方法有两种．
方法1：还原沉淀法该法的工艺流程为：CrO₄^2-Cr₂O₇^2-Cr³⁺Cr（OH）₃↓其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺⇌Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
（1）若平衡体系的pH=2，该溶液显______色．
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是______．
a．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的浓度相同   b.2v（Cr₂O₇^2-）=v（CrO₄^2-）  c．溶液的颜色不变
（3）第②步中，还原1molCr₂O₇^2-离子，需要______mol的FeSO₄•7H₂O．
（4）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）
常温下，Cr（OH）₃的溶度积K_sp=c（Cr³⁺）•c³（OH^-）=10^-32，要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH应调至______．
方法2：电解法，该法用Fe做电极电解含Cr₂O₇^2-的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）₃沉淀．
（5）用Fe做电极的原因为______．
（6）在阴极附近溶液pH升高的原因是（用电极反应解释）______，溶液中同时生成的沉淀还有______．

Answer

（1）根据外界条件对平衡的影响来考虑平衡移动方向，从而确定离子浓度大小，进而确定颜色变化；
（2）判断平衡状态的方法：V正=V逆，或各组分的浓度保持不变，即能变的量保持不变则说明已达平衡；
（3）根据得失电子守恒来计算；
（4）根据溶度积常数进行计算；
（5）阳极是活性电极时，阳极本身失电子，生成阳离子；
（6）溶液PH升高的原因是溶液中氢离子浓度减少，即氢离子在阴极得电子，PH升高，氢氧根离子浓度增大，离子浓度幂的乘积大于溶度积，所以金属阳离子会生成氢氧化物沉淀．
【解析】
（1）c（H+）增大，平衡2CrO42-（黄色）+2H+Cr2O72-（橙色）+H2O右移，溶液呈橙色；
（2）平衡时各物质的浓度不再改变，即溶液的颜色不再改变；
（3）根据电子得失守恒可知，还原1molCr2O72-离子得到Cr3+，得电子：2×（6-3）═6mol，需要FeSO4•7H2O的物质的量为：6÷（3-2）═6；
（4）当c（Cr3+）=10-5mol/L时，溶液的c（OH-）=mol/L，c（H+）═，pH=5，即要使c（Cr3+）降至10-5mol/L，溶液的pH应调至5；
（5）在电解法除铬中，铁作阳极，阳极反应为Fe-2e-═Fe2+，以提供还原剂Fe2+；
（6）在阴极附近溶液pH升高的原因是水电离产生的H+放电生成H2的同时，大量产生了OH-，所以溶液中的Fe3+也将转化为Fe（OH）3沉淀．
故答案为：（1）橙；（2）c；（3）6；（4）5；（5）阳极反应为Fe-2e-═Fe2+，提供还原剂Fe2+；（6）2H++2e-═H2↑；Fe（OH）3．