Question

9．元素鉻（Cr）在溶液中主要以Cr³⁺（藍紫色）、Cr（OH）₄^-（綠色）、Cr₂O₇^2-（橙紅色）、CrO₄^2-（黃色）等形式存在，Cr（OH）₃為難溶于水的灰藍色固體，回答下列問題：
（1）Cr³⁺與Al³⁺的化學(xué)性質(zhì)相似，在Cr₂（SO₄）₃溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過量，可觀察到的現(xiàn)象是藍紫色溶液變淺，同時有灰藍色沉淀生成，然后沉淀逐漸溶解形成綠色溶液．
（2）CrO₄^2-和Cr₂O₇^2-在溶液中可相互轉(zhuǎn)化．室溫下，初始濃度為1.0mol•L^-1的Na₂CrO₄溶液中c（Cr₂O₇^2-）隨c（H⁺）的變化如圖所示．
①離子方程式表示Na₂CrO₄溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為2CrO₄^2-+2H^+?Cr₂O₇^2-+H₂O．
②由圖可知，溶液酸性增大，CrO₄^2-的平衡轉(zhuǎn)化率增大（填“增大“減小”或“不變”）．根據(jù)A點數(shù)據(jù)，計算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為1.0×10¹⁴．
③升高溫度，溶液中CrO₄^2-的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的△H小于0（填“大于”“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）溶液Cr³⁺（藍紫色）和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成Cr（OH）₃為難溶于水的灰藍色固體，和氫氧化鋁性質(zhì)相似為兩性氫氧化物，溶于強堿；
（2）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；A點c（Cr₂O₇^2-）=0.25mol/L，c（H⁺）=10^-7mol/L，c（CrO₄^2-）=0.5mol/L，依據(jù)平衡常數(shù)概念計算，K=$\frac{c（C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2}{\;}^{-}）}{c{\;}^{2}（H{\;}^{+}）c{\;}^{2}（Cr{{O}_{4}}^{2}{\;}^{-}）}$；
②溶液酸性增大，平衡2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O正向進行，CrO₄^2-的平衡轉(zhuǎn)化率增大；A點Cr₂O₇^2-的濃度為0.25mol/L，則消耗的CrO₄^2-的濃度為0.5mol/L，則溶液中的c（CrO₄^2-）=1.0mol/L-0.25mol/L×2=0.5mol/L，H⁺濃度為1×10^-7mol/L，計算反應(yīng)的平衡常數(shù)；
③升高溫度，溶液中CrO₄^2-的平衡轉(zhuǎn)化率減小，平衡逆向移動，升高溫度平衡向吸熱方向移動，據(jù)此判斷．

解答 解：（1）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灰藍色沉淀，繼續(xù)加入NaOH后沉淀溶解，生成綠色Cr（OH）₄^-；
故答案為：藍紫色溶液變淺，同時有灰藍色沉淀生成，然后沉淀逐漸溶解形成綠色溶液；
（2）①隨著H⁺濃度的增大，CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-的離子反應(yīng)式為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，
故答案為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；
②溶液酸性增大，平衡2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O正向進行，CrO₄^2-的平衡轉(zhuǎn)化率增大；A點Cr₂O₇^2-的濃度為0.25mol/L，則消耗的CrO₄^2-的濃度為0.5mol/L，則溶液中的c（CrO₄^2-）=1.0mol/L-0.25mol/L×2=0.5mol/L，H⁺濃度為1×10^-7mol/L，此時該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為 K=K=$\frac{c（C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2}{\;}^{-}）}{c{\;}^{2}（H{\;}^{+}）c{\;}^{2}（Cr{{O}_{4}}^{2}{\;}^{-}）}$=$\frac{0.25}{0．{5}^{2}×（1{0}^{-7}）{\;}^{2}}$=1.0×10¹⁴，
故答案為：增大；1.0×10¹⁴；
③升高溫度，溶液中CrO₄^2-的平衡轉(zhuǎn)化率減小，平衡逆向移動，說明正方向放熱，則該反應(yīng)的△H＜0，
故答案為：小于．

點評 本題考查化學(xué)反應(yīng)原理的分析與探究、化學(xué)平衡常數(shù)、溶度積常數(shù)的計算的知識，注意平衡常數(shù)的理解應(yīng)用，題目難度中等．