结构推理 处理含铬(VI)废水的一种方法是用FeSO4 把Cr(VI)还原为Cr(III)并转化为铁氧体: Fe2+CrFeO4 。 (1) 需加至少应为废水中CrO3含量多少倍的固体FeSO4·7H2O; (2) 还原反应是在pH < 4条件下进行。沉淀出组成和铁氧体相当的沉淀需在pH为8~10 间进行,为什么? (相对原子质量:Fe 55.8,Cr 52,S 32; 溶度积:Fe(OH)3为4 ′ 10-38, Fe(OH)2 为 8.0 ′ 10-16, Cr(OH)3为 6 ′ 10-31 )
【正确答案】(1) CrO3 + 3Fe2+ + 6H+ = Cr3+ + 3Fe3+ + 3H2O W(FeSO4·7H2O) / W(CrO3) = 3 M(FeSO4·7H2O) / M(CrO3) = 3 ′ 278 / 100 = 8.34 按铁氧体组成需2 mol M3+(Fe3+和Cr3+)和1 mol Fe2+。由上式知:1 mol CrO3 得1 mol Cr3+ 和3 mol Fe3+,因此需 2 mol Fe2+。 W(FeSO4·7H2O) / W(CrO3) = 2 M(FeSO4·7H2O) / M(CrO3) = 2 ′ 278 / 100 = 5.56 至少需加(8.34 + 5.56) = 13.9倍质量的FeSO4·7H2O。 (2) pH > 3时,Fe(OH)3可以完全沉淀;pH > 6时,Cr(OH)3可以沉淀完全; pH > 6时,Fe(OH)2可以完全沉淀;pH过高,两性Cr(OH)3将溶解。所以控制 pH = 8 ~ 10。
【答案解析】