Question

【題目】某鉻鹽廠凈化含Cr(Ⅵ)廢水并提取Cr2O3的一種工藝流程如圖所示。

已知：Ksp[Cr(OH)3]＝6.3×10－31

Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39

Ksp[Fe(OH)2]＝4.9×10－17

（1）步驟Ⅰ中，發生的反應為2H＋＋2CrO42-Cr2O72-＋H2O，B中含鉻元素的離子有___(填離子符號)。

（2）當清液中Cr3＋的濃度≤1.5mg·L－1時，可認為已達鉻的排放標準。若測得清液的pH＝5，則清液尚不符合鉻的排放標準，因為此時Cr3＋的濃度＝__mg·L－1。

（3）步驟Ⅱ還可用其他物質代替NaHSO3作還原劑。

①若用FeSO4·7H2O作還原劑，步驟Ⅲ中參加反應的陽離子一定有__(填離子符號)。

②若用鐵屑作還原劑，當鐵的投放量相同時，經計算，C溶液的pH與c(Cr2O72-)的對應關系如下表所示：

pH	3	4	5	6
c(Cr2O72-)/mol·L－1	7.02×10－21	7.02×10－7	1.25×10－3	2.21×10－34

有人認為pH＝6時，c(Cr2O72-)變小的原因是Cr2O72-基本上都已轉化為Cr3＋。這種說法是否正確，為什么？___。

③用鐵屑作還原劑時，為使所得產品中含鐵元素雜質的含量盡可能低，需要控制的條件有___。

Answer 1

【答案】CrO42-、Cr2O72- 32.76 Cr3＋、Fe3＋、H＋ 不正確，c(H＋)減小，化學平衡2H＋＋2CrO42-Cr2O72-＋H2O向逆反應方向移動，溶液中Cr(Ⅵ)主要以CrO42-形式存在 鐵屑過量；將溶液的pH控制在使Cr3＋完全沉淀而Fe2＋不沉淀的范圍內

【解析】

根據化學平衡狀態的特征進行分析，根據溶度積的表達式進行相關計算和判斷。

(1)步驟Ⅰ中，發生的反應為2H＋＋2CrO42-Cr2O72-＋H2O，因此，B中含鉻元素的離子有CrO42-、Cr2O72-。

(2)清液的pH＝5，則c(OH－)＝10－9 mol·L－1，c(Cr3＋)＝ mol·L－1＝6.3×10－4 mol·L－1，則質量濃度為6.3×10－4 mol·L－1×52×103 mg·mol－1＝32.76 mg·L－1＞1.5mg·L－1，因此，清液尚不符合鉻的排放標準。

(3)①若用FeSO4·7H2O作還原劑，則亞鐵離子將被氧化為鐵離子，故C中的陽離子有Fe2＋、Fe3＋、Cr3＋、H＋，由于Ksp[Fe(OH)2]較大，步驟Ⅲ中參加反應的陽離子一定有Fe3＋、Cr3＋、H＋。

②這種說法不正確，因為c(H＋)減小，化學平衡2H＋＋2CrO42-Cr2O72-＋H2O向逆反應方向移動，溶液中Cr(Ⅵ)主要以CrO42-形式存在。

③用鐵屑作還原劑時，為使所得產品中含鐵元素雜質的含量盡可能低，根據Ksp[Cr(OH)3]＝6.3×10－31、Ksp[Fe(OH)2]＝4.9×10－17可知，需要控制的條件有：鐵屑過量，并且將溶液的pH控制在使Cr3＋完全沉淀而Fe2＋不沉淀的范圍內。