Question

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)生很大損害，必須進行處理．常用的處理方法有兩種．
方法1：還原沉淀法工藝流程為：CrO₄^2-

H+

①轉(zhuǎn)化

Cr₂O₇^2-

Fe2+

②還原

Cr³⁺

OH-

③沉淀

Cr（OH）₃↓
其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
（1）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
（2）第②步中，還原1molCr₂O₇^2-離子，需要

 

mol的FeSO₄7H₂O．
方法2：電解法  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．
（3）用Fe做電極的原因為

 

．
（4）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

 

．
（5）電鍍廢液中Cr₂O₇^2-可通過下列反應(yīng)轉(zhuǎn)化成鉻黃（PbCrO₄）：
Cr₂O₇^2-（aq）+2Pb²⁺（aq）+H₂O（l）?2PbCrO₄（s）+2H⁺（aq）△H＜0
該反應(yīng)達平衡后，改變橫坐標表示的反應(yīng)條件，下列示意圖正確的是

 

Answer 1

考點：化學平衡狀態(tài)的判斷,常見化學電源的種類及其工作原理,化學平衡建立的過程

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）判斷平衡狀態(tài)的方法：V_正=V_逆，或各組分的濃度保持不變，即能變的量保持不變則說明已達平衡；
（2）根據(jù)得失電子守恒來計算；
（3）陽極是活性電極時，陽極本身失電子，生成陽離子；
（4）溶液PH升高的原因是溶液中氫離子濃度減少，即氫離子在陰極得電子，PH升高，氫氧根離子濃度增大，離子濃度冪的乘積大于溶度積，所以金屬陽離子會生成氫氧化物沉淀；
（5）根據(jù)升高溫度反應(yīng)速率加快，平衡逆向移動，pH越大，平衡正向移動，Pb²⁺的濃度越大，平衡正向移動，結(jié)合圖象分析．

解答： 解：（1）a．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的濃度相同，與起始量和轉(zhuǎn)化率有關(guān)，不一定為平衡狀態(tài)，故不選；
b．2v（Cr₂O₇^2-）=v（CrO₄^2-），沒有體現(xiàn)正逆反應(yīng)，故不選；
c．溶液的顏色不變，平衡時各物質(zhì)的濃度不再改變，即溶液的顏色不再改變，故選；
故答案為：c；
（2）根據(jù)電子得失守恒可知，還原1molCr₂O₇^2-離子得到Cr³⁺，得電子：2×（6-3）=6mol，需要FeSO₄?7H₂O的物質(zhì)的量為：6÷（3-2）=6，故答案為：6；
（3）在電解法除鉻中，鐵作陽極，陽極反應(yīng)為Fe-2e^-═Fe²⁺，以提供還原劑Fe²⁺，故答案為：陽極反應(yīng)為Fe-2e^-=Fe²⁺，提供還原劑Fe²⁺；
（4）在陰極附近溶液pH升高的原因是水電離產(chǎn)生的H⁺放電生成H₂的同時，大量產(chǎn)生了OH^-，所以溶液中的Fe³⁺也將轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，
故答案為：2H⁺+2e^-═H₂↑；Fe（OH）₃；
（5）A．升高溫度平衡逆向移動，化學平衡常數(shù)減小，與圖象一致，故A正確；
B．pH越大，平衡正向移動的趨勢越大，Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化率增大，與圖象不符，故B錯誤；
C．升高溫度，反應(yīng)速率增大，與圖象不符，故C錯誤；
D．Pb²⁺的濃度越大，平衡正向移動，Cr₂O₇^2-的物質(zhì)的量越小，與圖象不符，故D錯誤；
故答案為：A．

點評：本題綜合考查了化學平衡原理、氧化還原反應(yīng)、沉淀溶解平衡和電化學知識等內(nèi)容．分析時要根據(jù)題給信息，結(jié)合相關(guān)原理進行解答．