含有K2Cr2O7的废水具有较强的毒性,工业上常用钡盐沉淀法处理含有K2Cr2O7的废水并回收重铬酸,具体的流程如下:

已知:CaCr2O7、BaCr2O7易溶于水,其它几种盐在常温下的溶度积常数如下表所示。
物质 | CaSO4 | CaCrO4 | BaCrO4 | BaSO4 |
溶度积 | 9.1×10-6 | 2.30×10-2 | 1.17×10-10 | 1.08×10-10 |
H2O
H2O
=CrO42-+2H+
2H+
。(2)向滤液1中加入BaCl2•2H2O的目的,是使CrO42-从溶液中沉淀出来。
①结合上述流程说明熟石灰的作用:
沉淀SO42-,调节溶液pH,使Cr2O72-转化为CrO42-而沉淀
沉淀SO42-,调节溶液pH,使Cr2O72-转化为CrO42-而沉淀
。②结合表中数据,说明选用Ba2+而不选用Ca2+处理废水的理由:
BaCrO4比CaCrO4更难溶,可以使CrO42-沉淀更完全
BaCrO4比CaCrO4更难溶,可以使CrO42-沉淀更完全
。③研究温度对CrO42-沉淀效率的影响。实验结果如下:在相同的时间间隔内,不同温度下CrO42-的沉淀率
(
沉淀率
=
固体
2
中
C
r
O
2
-
4
的量
滤液
1
中
C
r
O
2
-
4
的量
×
100
%
)

已知:BaCrO4(s)⇌Ba2+(aq)+CrO42-(aq)△H>0CrO42-的沉淀效率随温度变化的原因是
温度升高,沉淀速率加快
温度升高,沉淀速率加快
。(3)向固体2中加入硫酸,回收重铬酸。
①硫酸浓度对重铬酸的回收率如图2所示。结合化学平衡移动原理,解释使用0.450mol/L的硫酸时,重铬酸的回收率明显高于使用0.225mol/L的硫酸的原因:
c(H2SO4)增大,则c(SO42-)增大,与Ba2+生成沉淀,促使BaCrO4(s)⇌Ba2+(aq)+CrO42-(aq)平衡右移,c(CrO42-)增大,同时c(H+)也增大,共同促使Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+平衡左移,可以生成更多的H2Cr2O7
c(H2SO4)增大,则c(SO42-)增大,与Ba2+生成沉淀,促使BaCrO4(s)⇌Ba2+(aq)+CrO42-(aq)平衡右移,c(CrO42-)增大,同时c(H+)也增大,共同促使Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+平衡左移,可以生成更多的H2Cr2O7
。②回收重铬酸的原理如图3所示。当硫酸浓度高于0.450mol/L时,重铬酸的回收率没有明显变化,其原因是
BaSO4与BaCrO4溶解度接近,c(H2SO4)越大,越有利于生成BaSO4,包裹在BaCrO4外,使其难于接触H2SO4,阻碍重铬酸生成
BaSO4与BaCrO4溶解度接近,c(H2SO4)越大,越有利于生成BaSO4,包裹在BaCrO4外,使其难于接触H2SO4,阻碍重铬酸生成
。(4)综上所述,沉淀BaCrO4并进一步回收重铬酸的效果与
受到溶液pH、温度、H2SO4浓度、BaCrO4颗粒大小等影响
受到溶液pH、温度、H2SO4浓度、BaCrO4颗粒大小等影响
有关。【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】H2O;2H+;沉淀SO42-,调节溶液pH,使Cr2O72-转化为CrO42-而沉淀;BaCrO4比CaCrO4更难溶,可以使CrO42-沉淀更完全;温度升高,沉淀速率加快;c(H2SO4)增大,则c(SO42-)增大,与Ba2+生成沉淀,促使BaCrO4(s)⇌Ba2+(aq)+CrO42-(aq)平衡右移,c(CrO42-)增大,同时c(H+)也增大,共同促使Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+平衡左移,可以生成更多的H2Cr2O7;BaSO4与BaCrO4溶解度接近,c(H2SO4)越大,越有利于生成BaSO4,包裹在BaCrO4外,使其难于接触H2SO4,阻碍重铬酸生成;受到溶液pH、温度、H2SO4浓度、BaCrO4颗粒大小等影响
【解答】
【点评】
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