Question

【題目】元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3+(藍(lán)紫色)、Cr(OH)4(綠色)、Cr2O72-(橙紅色)、CrO42-(黃色)等形式存在。Cr(OH)3為難溶于水的灰藍(lán)色固體，回答下列問題：

(1)Cr2O72-中元素鉻(Cr)的化合價(jià)為_____。

(2)Cr3+與Al3+的化學(xué)性質(zhì)相似。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入溶液直至過(guò)量，可觀察到的現(xiàn)象是____。

(3)CrO42-和Cr2O72-在溶液中可相互轉(zhuǎn)化：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，室溫下，初始濃度為1.0molL-1的Na2CrO4溶液中,c(Cr2O72-)隨c(H+)的變化如圖所示。

①溶液酸性增大，CrO42-的平衡轉(zhuǎn)化率_________。（填“增大”“減小”或“不變”）。

②根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為___________。

③溫度升高，溶液中CrO42-的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的ΔH____0(填“>、=、<”)。

Answer 1

【答案】+6 藍(lán)紫色溶液變淺，產(chǎn)生灰藍(lán)色沉淀，后沉淀溶解成為綠色溶液 增大 1×1014 <

【解析】

(1)根據(jù)化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和等于0，O元素化合價(jià)為-2價(jià)分析；

(2)溶液Cr3+(藍(lán)紫色)和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成Cr(OH)3為難溶于水的灰藍(lán)色固體，和氫氧化鋁性質(zhì)相似為兩性氫氧化物，溶于強(qiáng)堿；

(3)①圖象分析可知隨氫離子濃度增大，鉻酸根離子轉(zhuǎn)化為重鉻酸根離子；

②首先確定A點(diǎn)各種離子的濃度：c(Cr2O72-)=0.25mol/L，c(H+)=10-7mol/L，c(CrO42-)=0.5mol/L，然后依據(jù)平衡常數(shù)概念計(jì)算；

③根據(jù)平衡移動(dòng)原理分析。

(1)在Cr2O72-，離子帶有2個(gè)單位的負(fù)電荷，O元素化合價(jià)為-2價(jià)，則其中元素鉻(Cr)的化合價(jià)為+6價(jià)；

(2)Cr3+與Al3+的化學(xué)性質(zhì)相似可知Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液，先生成Cr(OH)3灰藍(lán)色沉淀，繼續(xù)加入NaOH后沉淀溶解，生成綠色Cr(OH)4-。所以觀察到的現(xiàn)象是：藍(lán)紫色溶液變淺，產(chǎn)生灰藍(lán)色沉淀，后沉淀溶解成為綠色溶液；

(3)①溶液酸性增大，反應(yīng)物濃度增大，化學(xué)平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O正向進(jìn)行，使CrO42-的平衡轉(zhuǎn)化率增大；

②A點(diǎn)Cr2O72-的濃度c(Cr2O72-)=0.25mol/L，則消耗的CrO42-的濃度c(CrO42-)=0.5mol/L，則溶液中的c(CrO42-)=1.0mol/L-0.25mol/L×2=0.5mol/L，H+濃度c(H+)=1.0×10-7mol/L，此時(shí)該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為K==1.0×1014；

③溫度升高，溶液中CrO42-的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)。根據(jù)平衡移動(dòng)原理：升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以ΔH<0。