Question

某些电镀厂的酸性废水中常含有一定量的CrO₄^2-和Cr₂O₇^2-，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，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：

其中第①步存在平衡步存在平衡：2CrO₄^2-(黄色)+2H⁺Cr₂O₇^2-(橙色)+H₂O

（1）若平衡体系的pH=12，该溶液显________色。

（2）写出第③步的离子反应方程式：__________。

（3）第②步中，用6mol的FeSO₄·7H₂O可还原________molCr₂O₇^2-离子。

（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）写出阳极的电极反应式___________________。

（6）在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)__________________________

（7）用电镀法在铁制品上镀上一层锌，则阴极上的电极反应式为____________。

Answer

（1）黄；

（2）Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓;

（3）1；（4）5；

（5）Fe-2e-=Fe2+；

（6）2H++2e-=H2↑；

（7）Zn2++2e-=Zn。

【解析】

试题分析：（1）c(H+)减小，平衡2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O左移，溶液呈黄色，故答案为：黄；

（2）第③步是沉淀铬离子的反应，离子反应方程式为Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓，故答案为：Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓；

（3）6mol亚铁离子被氧化为+3价，失去6mol电子，Cr2O72-离子中铬元素化合价从+6价降低到+3价，应该得到6mol电子，所以6mol的FeSO4·7H2O可还原1mol Cr2O72-离子，故答案为：1；

（4）Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)•c3(OH-)=10-32，要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，则需c(OH-)===10-9mol/L，所以c(H+)=10-5mol/L，即pH=5，故答案为：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+，故答案为：Fe-2e-=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H2：2H++2e-═H2↑；故答案为：2H++2e-=H2↑；

（7）用电镀法在铁制品上镀上一层锌，阴极上的电极反应式为Zn2++2e-=Zn，故答案为：Zn2++2e-=Zn。

考点：考查了铬及其化合物的性质、氧化还原反应、沉淀溶解平衡和电化学的相关知识。