10．（14分）工业废水中常含有一定量的 $\mathrm { C r } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 7 } { } ^ { 2 } \cdot$ <sup>﹣</sup>和 $\mathrm { C r O } _ { 4 } { } ^ { 2 \cdot }$ <sup>﹣</sup>，它们会对人类及生态系统产生
很大损害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。
**方法一**：还原沉淀法：该法的工艺流程为： $\mathrm { C r O 4 } ^ { 2 - } \stackrel { { \cal H } ^ { + } } { } \mathrm { C r } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 7 } { ^ 2 } \stackrel { { \cal F } \theta ^ { 2 + } } { } \mathrm { C r } ^ { 3 + } \stackrel { { \cal O } { \cal H } ^ { - } } { } \mathrm { C r }$ （OH）
<sub>3</sub>↓其中第①步存在平衡： $2 { \mathrm { C r O } } _ { 4 } { } ^ { 2 \cdot }$ （黄色） $+ 2 \mathrm { H } ^ { + } { } \mathrm { C r } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 7 } ^ { 2 }$ <sup>﹣</sup>（橙色） $+ \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$
（1）若平衡体系的 $\mathsf { p H } { = } 2$ ，该溶液显 橙 色。
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是 c 。
a $\mathrm { C r } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 7 } { } ^ { 2 }$ <sup>﹣</sup>和 $\mathrm { C r O } _ { 4 } { } ^ { 2 }$ <sup>﹣</sup>的浓度相同 $\mathsf { b . 2 v ~ ( C r _ { 2 } O _ { 7 } \mathrm { ^ { 2 \cdot } ~ ) ~ = v ~ ( ~ C r O _ { 4 } \mathrm { ^ { 2 \cdot } ~ ) } } }$ c．溶液的颜色不 变
（3）第②步中，还原 $\mathrm { l m o l C r } _ { 2 } { \mathrm { O } } _ { 7 } { } ^ { 2 } -$ 离子，需要 6 mol的 $\mathrm { F e S O } _ { 4 } { \cdot } 7 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$
（4）第③步生成的Cr（OH） 在溶液中存在以下沉淀溶解平衡： $\mathrm { C r ~ ( O H ) ~ } _ { 3 } \mathrm { ~ ( } \mathbf { s } \mathrm { ) } \mathrm { C r } ^ { 3 + }$ $( { \bf a q } ) + 3 { \bf O H ^ { - } } ( { \bf a q } )$
常温下， $\mathrm { C r \ ( O H ) } \ _ { 3 }$ 的溶度积 $\mathrm { K _ { s p } } \mathrm { = } \mathrm { c } ~ ( \mathrm { C r } ^ { 3 + } ) { \bullet } \mathrm { c } ^ { 3 } ~ ( \mathrm { O H } ^ { - } ) = 1 0 ^ { - 3 2 }$ ，要使 $\mathrm { ~ c ~ } \left( \mathrm { C r } ^ { 3 + } \right)$ 降至$1 0 ^ { - 5 } \mathrm { m o l / L }$ ，溶液的 pH 应调至 5 。
方法 2：电解法，该法用 Fe 做电极电解含 $\mathrm { C r } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 7 } { } ^ { 2 \cdot }$ 的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH 升高，产生 $\mathrm { C r \ ( O H ) } \ _ { 3 }$ 沉淀。
（5）用Fe做电极的原因为 阳极反应为 $\mathrm { F e } - 2 \mathrm { e } ^ { - } { \mathrm { = } } \mathrm { F e } ^ { 2 + }$ ，提供还原剂Fe<sup>2+</sup>
（6）在阴极附近溶液 pH 升高的原因是（用电极反应解释） $2 \mathrm { H } ^ { + } { + } 2 \mathrm { e } ^ { - } { \mathrm { - } } \mathrm { H } _ { 2 } \uparrow$ ，溶液中同时生成的沉淀还有 $\mathrm { F e } \ \left( \mathrm { O H } \right) \_ { 3 \mathrm { - } }$ 0
(1) 橙; (2) c; (3) 6; (4) 5; (5) 阳极反应为 $\mathrm { F e } - 2 \mathrm { e } ^ { - } { \mathrm { = } } \mathrm { F e } ^ { 2 + }$ ，提供还原剂 $\mathrm { F e } ^ { 2 + }$; (6) $2 \mathrm { H } ^ { + } { + } 2 \mathbf { e } ^ { - } { \mathrm { - } } \mathrm { H } _ { 2 } \uparrow$ ；Fe（OH）<sub>3</sub>