Question

某种工业废水中含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它们易被人体吸收积累而导致肝癌。污水处理厂常用还原沉淀法处理含铬废水，其流程如下：

（1）已知第①步存在平衡：2CrO₄^2-(黄色)+2H⁺Cr₂O₇^2-(橙色)+H₂O

① Cr₂O₇^2-中Cr的化合价是_______________。

② 常温下，若平衡体系的pH=10，则溶液显_________________色。

（2）第②步发生反应的离子方程式为__________，还原1 mol Cr₂O₇^2-离子，需要__________mol的FeSO₄·7H₂O；

（3）常温下，Cr(OH)₃的溶度积Ksp＝10^-32，要使c(Cr³⁺)降至10^-5 mol/L，溶液的pH应调至______。

Answer

+6黄6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O65

【解析】

(1)①Cr2O72-中O的化合价为-2价，由离子中元素化合价的代数和等于所带电荷数可得，Cr的化合价为+6；
②若平衡体系的pH=10，溶液显碱性，氢氧根离子与氢离子反应，则c(H+)减小，平衡2CrO42-(黄色)+2H+⇌Cr2O72-(橙色)+H2O左移，溶液呈黄色；
(2)第②步中Cr2O72-与Fe2+反应生成Fe3+和Cr3+，其反应的离子方程式为：6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；根据电子得失守恒可知，还原1molCr2O72-离子得到Cr3+，得电子为2×(6-3)=6mol，需要FeSO4•7H2O的物质的量为6÷(3-2)=6mol；
(3)当c(Cr3+)=10-5mol/L时，溶液的c(OH-)==10-9mol/L，c(H+)═=10-5mol/L，则pH=5，即要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，溶液的pH应调至5。

点睛：本题综合考查了化学平衡原理、氧化还原反应、离子方程式的书写、沉淀溶解平衡和Ksp的有关计算等内容，侧重于反应原理的应用的考查，易错点为(2)，可已知的反应物和生成物，结合元素守恒及电荷守恒书写离子方程式；根据得失电子守恒来计算。