Question

【題目】某廠廢水中含5.00×10-3mol·L-1的Cr2O72- ， 其毒性較大。某研究性學習小組為了變廢為寶，將廢水處理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4（Fe的化合價依次為+3、+2），設計了如下實驗流程：

（1）第①步反應的離子方程式是；
（2）第②步中用pH試紙測定溶液pH的操作是：；
（3）第②步過濾得到的濾渣中主要成分除Cr(OH)3外，還有；
（4）欲使1L該廢水中Cr2O72-的完全轉化為Cr0.5Fe1.5FeO4。理論上需要加入FeSO4·7H2O。

Answer 1

【答案】
（1）Cr2O72-+6Fe2＋+14H＋=2Cr3+ +6Fe3＋+7H2O
（2）將一小塊pH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液，點在pH試紙上，再與標準比色卡對照。
（3）Fe(OH)3、Fe(OH)2
（4）13.9 g
【解析】(1)Cr2O72-有較強氧化性，FeSO47H2O中Fe2+有一定的還原性，在酸性介質中發生氧化還原反應，由實驗流程可知，第①步反應中Cr2O72-在酸性條件下將Fe2+氧化為Fe3+ ， 自身被還原為Cr3+ ， 根據守恒元素守恒及所處環境可知，還應有水生成，反應離子方程式為Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O，所以答案是：Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O；
(2)將一小塊pH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液，點在pH試紙上；所以答案是：將一小塊pH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液，點在pH試紙上，再與標準比色卡對照；
(3)由題給框圖可得：Fe2+過量，加NaOH時，產生Cr(OH)3、Fe(OH)3和Fe(OH)2三種沉淀物，所以答案是：Fe(OH)3、Fe(OH)2；
(4)1 L廢水中含n(Cr2O72-)=5.00×10-3 mol。根據Cr原子、Fe原子守恒，可得：Cr2O72-～～～4Cr0.5Fe1.5FeO4～～～10FeSO47H2O，所以理論上n(FeSO47H2O)=10n(Cr2O72-)=5.00×10-3mol×10=0.05mol，所以m(FeSO47H2O)=0.05 mol×278 g/mol=13.9 g，所以答案是：13.9g。