Question

（16分）環境中常見的重金屬污染有：汞、鉛、錳、鉻、鎘。處理工業廢水中常含有的Cr₂O^2-₇和CrO^2-₄離子，常用的方法有兩種。
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：

（1）寫出第①步反應的平衡常數表達式                              。
（2）關于第①步反應，下列說法正確的是          。
A．通過測定溶液的pH值可以判斷反應是否已達平衡狀態
B．該反應為氧化還原反應
C．強酸性環境，溶液的顏色為橙色
（3）第②步中，還原0.1 molCr₂O^2-₇離子，需要      mol的FeSO₄·7H₂O。
（4）第③步除生成的Cr（OH）₃，還可能生成的沉淀為        。在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：常溫下，Cr(OH)₃的溶度積K_sp=10^-32，當c(Cr³⁺)降至10^-5mol/L，認為c(Cr³⁺)已經完全沉淀，現將第③步溶液的pH值調至4，請通過計算說明Cr³⁺是否沉淀完全（請寫出計算過程）
                                                                     
                                                                     
方法2：電解法
（5）實驗室利用如圖裝置模擬電解法處理含Cr₂O^2-₇的廢水，電解時陽極反應式為    ，陰極區反應式為         ，得到的金屬陽離子在陰極區可沉淀完全，從水的電離平衡角度解釋其原因是           。

Answer 1

解析⑴
⑵A C正確，B不正確，為非氧化還原反應；
⑶由電子得失守恒得：1molCr₂O₇^2―轉移6mol電子，氧化6molFe^2＋ ,還原0.1 molCr₂O^2-₇離子，需要0.6mol的FeSO₄·7H₂O。
⑷Fe (OH)₃ ,PH=4，C(OH^― )=10^―10mol/ L,c(Cr^3＋)=10^―32/c²(OH^― )=10^―2mol/ L>10^―5mol/L,因此Cr^3＋沒有沉淀完全。
⑸Fe―2e^―=Fe^2＋ ,2H^＋＋2e^―=H₂↑,在陰極附近溶液pH升高的原因是：2H^＋ + 2e^－ = H₂↑，陰極附近溶液c(H^＋)減小，pH升高，產生Cr(OH)₃沉淀。溶液中同時產生沉淀還有Fe(OH)₃