Question

某厂废水中含5.00×10^-3mol·L^-1的Cr₂O₇^2-，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr_0.5Fe_1.5FeO₄（Fe的化合价依次为+3、+2），设计了如下实验流程：

（1）第①步反应的离子方程式是____________________；

（2）第②步中用pH试纸测定溶液pH的操作是：________________；

（3）第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)₃外，还有____________；

（4）欲使1L该废水中Cr₂O₇^2-的完全转化为Cr_0.5Fe_1.5FeO₄。理论上需要加入____FeSO₄·7H₂O。

Answer

Cr2O72-+6Fe2＋+14H＋==2Cr3+ +6Fe3＋+7H2O 将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照。 Fe(OH)3、Fe(OH)2 13.9 g

【解析】(1)Cr2O72-有较强氧化性，FeSO4•7H2O中Fe2+有一定的还原性，在酸性介质中发生氧化还原反应，由实验流程可知，第①步反应中Cr2O72-在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+，自身被还原为Cr3+，根据守恒元素守恒及所处环境可知，还应有水生成，反应离子方程式为Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O，故答案为：Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O；

(2)将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上；故答案为：将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照；

(3)由题给框图可得：Fe2+过量，加NaOH时，产生Cr(OH)3、Fe(OH)3和Fe(OH)2三种沉淀物，故答案为：Fe(OH)3、Fe(OH)2；

(4)1 L废水中含n(Cr2O72-)=5.00×10-3 mol。根据Cr原子、Fe原子守恒，可得：Cr2O72-～～～4Cr0.5Fe1.5FeO4～～～10FeSO4•7H2O，所以理论上n(FeSO4•7H2O)=10n(Cr2O72-)=5.00×10-3 mol×10=0.05 mol，所以m(FeSO4•7H2O)=0.05 mol×278 g/mol=13.9 g，故答案为：13.9g。

点睛：本题以工业废水处理为载体，考查氧化还原反应、离子反应、关系式计算等。关键根据实验流程利用氧化还原反应判断发生的离子反应，也是不同的易错点和难点。