Question

（14分）工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr₂O₇^2—和CrO₄^2—，它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的傷害，必須進行處理。常用的處理方法有兩種。
方法1：還原沉淀法
該法的工藝流程為

其中第①步存在平衡：2CrO₄^2—（黃色）+2H⁺Cr₂O₇^2—（橙色）+H₂O
（1）若平衡體系的pH=2，則溶液顯           色.
（2）能說明第①步反應(yīng)達平衡狀態(tài)的是            。
a．Cr₂O₇^2—和CrO₄^2—的濃度相同  b．2v (Cr₂O₇^2—) ="v" (CrO₄^2—)  c．溶液的顏色不變
（3）第②步中，還原1mol Cr₂O₇^2—離子，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)
常溫下，Cr(OH)₃的溶度積Ksp＝c(Cr³⁺)·c³(OH^—)＝10^-32，要使c(Cr³⁺)降至10^-5mol/L，溶液的pH應(yīng)調(diào)至         。
方法2：電解法
該法用Fe做電極電解含Cr₂O₇^2—的酸性廢水，隨著電解進行，在陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr(OH)₃沉淀。
（5）用Fe做電極的原因為                                              。
（6）在陰極附近溶液pH升高的原因是（用電極反應(yīng)解釋）                       。
溶液中同時生成的沉淀還有                    。

Answer 1

（1）橙（2）c（3）6（4）5（5）陽極反應(yīng)為Fe－2e^－＝Fe²⁺，提供還原劑Fe²⁺
    （6）2H⁺+2e－＝H₂↑ Fe(OH)₃

（1）若平衡體系的pH=2，2CrO₄^2－（黃色）+2H+Cr₂O₇^2－（橙色）+H₂O，平衡右移，呈橙色（2）能說明第①步反應(yīng)達平衡狀態(tài)的是溶液的顏色不變，溶液的各反應(yīng)混合物濃度不變，選c（3）由得失電子守恒得：1mol Cr₂O₇^2―變6價，要6molFe^2＋ （4）K_sp＝c(Cr^3＋)·c³(OH^－)＝10^-32，c³(OH^－)= 10^-32/10^-5=10^-27，c(OH^－)= 10^-9mol·L^－1,pH= 5（5）陽極反應(yīng)為Fe－2e^－＝Fe^2＋，提供還原劑Fe^2＋;所以用鐵作電極（6）在陰極附近溶液pH升高的原因是2H^＋+2e^－＝H₂↑，水電離平衡被破壞，留下OH^―，提高堿度，使Cr(OH)₃、Fe(OH)₃沉淀而除去。