Question

铬用于制不锈钢，汽车零件，工具，磁带和录像带等。铬是人体必需的微量元素，铬的生理功能是与其它控制代谢的物质一起配合起作用，如激素、胰岛素、各种酶类、细胞的基因物质（DNA和RNA）等，但铬在人体内超过一定浓度对人体健康会造成伤害。

（1）工业废水中常含有Cu²⁺等重金属离子，直接排放会造成污染，目前在工业废水处理过程中，依据沉淀转化的原理，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去这些离子。已知室温下Ksp(FeS)=6.3×10^-18，Ksp(CuS)=1.3×10^-36。

请用离子方程式说明上述除杂的原理__________________。

（2）工业上为了处理含有Cr₂O2－ 7的酸性工业废水，用绿矾（FeSO₄·7H₂O）把废水中的六价铬离子还原成三价铬离子，再加入过量的石灰水，使铬离子转变为Cr(OH)₃沉淀。

①氧化还原过程的离子方程式为__________。

②常温下，Cr(OH)₃的溶度积K_sp=1×10^-32，溶液的pH至少为            ，才能使Cr³⁺低于1×10^-5 mol·L^-1（国家允许的排放标准之内）。

③现用上述方法处理100m³含铬（＋6价）78mg•L^-1的废水，需用绿矾的质量为      kg。（保留到

小数点后一位）

Answer

（1） FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+(aq)

（2）①Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

②5

③125.1

【解析】

试题分析：（1）由于Ksp(FeS)＞Ksp(CuS)，所以在相同条件下CuS的溶解度更小，沉淀会向着生成CuS的方向进行，故离子方程式为FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+(aq)。

故答案为：FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+(aq)；

（2）①工业上为了处理含有Cr2O72-的酸性工业废水，用绿矾（FeSO4•7H2O）把废水中的六价铬离子还原

成三价铬离子，Cr2O72-的酸性工业废水中加入硫酸亚铁反应生成铁离子，三价铬离子和水，反应的离子方程式为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。

故答案为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；

②常温下，Cr3+沉淀完全浓度小于10-5mol/L，Cr(OH)3的溶度积Ksp=1×10-32=c(Cr3+)c3(OH-)，c3(OH-)==10-27，c(OH-)=1×10-9mol/L，依据离子积Kw=c(H+)c(OH-)，c(H+)==10-5(mol/L)，溶液pH=5。

故答案为：5；

③现用上述方法处理100m3含铬(+6价)78mg•L-1的废水，铬元素物质的量==150mol，Cr2O72-物质的量75mol，则

Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

1 6

75mol 450mol

需用绿矾的质量=450mol×278g/mol=125100g=125.1kg。

故答案为：125.1。

考点：考查难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质