Question

【題目】鉻是用途廣泛的金屬，但在生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生有害的含鉻工業(yè)廢水。

I、還原沉淀法是處理含Cr2O42— 和CrO72—工業(yè)廢水的一種常用方法，其工藝流程如下：

其中第①步存在平衡：2CrO42—(黃色)+2H+Cr2O72— (橙色)+H2O

（1）若平衡體系中，pH=0時溶液顯 色。

（2）以石墨為電極，電解Na2CrO4制備Na2Cr2O7的裝置如圖所示。

a極的名稱是 ；b極直接相連一極的反應(yīng)式為 。

（3）第②步反應(yīng)的離子方程式： 。

第②步反應(yīng)后的溶液加入一定量燒堿，若溶液中c(Fe3+)=2.0×10—12mol·L—1，則溶液中c(Cr3+)= mol·L—1。(已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10—38 mol·L—1，Ksp[Cr(OH)3]=6.0x10—31 mol·L—1)。

II、探究CrO3的強(qiáng)氧化性和熱穩(wěn)定性

（4）CrO3遇有機(jī)物(如酒精)時猛烈反應(yīng)以至著火。若該過程中乙醇被氧化成乙酸，CrO3被還原成綠色的Cr2(SO4)3。補(bǔ)充并配平下列反應(yīng)式：

aCrO3+bC2H5OH+cH2SO4=dCr2(SO4)3+eCH3COOH+fR

b：c：f= 。

（5）CrO3的熱穩(wěn)定性差，加熱時逐步分解，其固定殘留率隨溫度的變化如圖所示。B點(diǎn)時生成固體的化學(xué)式為 。(固體殘留率= )

Answer 1

【答案】（1）橙；

（2）負(fù)極；2H2O―4e―=4H++O2↑；

（3）Cr2O72―+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；3×10―5；

（4）1:2:3；

（5）Cr2O3；

【解析】

試題分析：（1）①若平衡體系的pH=2，溶液酸性較強(qiáng)，平衡2CrO42-(黃色)+2H+═Cr2O72- (橙色)+H2O正向移動，溶液呈橙色，故答案為：橙；

（2）根據(jù)2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O設(shè)計圖示裝置，電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，需要通過電解生成H+提高溶液的酸性，說明該電極是陽極，連接電源的正極，則a電極為陰極，連接電源的負(fù)極，陽極的電極反應(yīng)式為2H2O―4e―=4H++O2↑，故答案為：負(fù)極；2H2O―4e―=4H++O2↑；

（3）亞鐵離子與Cr2O72-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，向Ⅱ反應(yīng)后的溶液加一定量NaOH，若溶液中c(Fe3+)=2.0×10-12molL-1，則c(OH-)=mol/L，c(Cr3+)=3×10-5，故答案為：6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；3×10-5；

（4）CrO3具有強(qiáng)氧化性，遇到有機(jī)物(如酒精)時，乙醇被氧化成乙酸，碳的平均化合價從-2價升高到0，1個乙醇化合價變化4，CrO3被還原成綠色的硫酸鉻[Cr2(SO4)3]，鉻的化合價從+6價降低到+3價，1個CrO3化合價變化3，兩者的最小公倍數(shù)是12，再根據(jù)原子守恒得4CrO3+3C2H5OH+6H2SO4=2Cr2(SO4)3+3CH3COOH+9H2O，aCrO3+bC2H5OH+cH2SO4= dCr2(SO4)3+ eCH3COOH +fR中b：c：f=1:2:3故答案為：1:2:3；

（5）設(shè)固體質(zhì)量為100g，B點(diǎn)時固體的質(zhì)量為：100g×76%=76g，Cr的質(zhì)量沒有變，所以生成物中Cr的質(zhì)量為52g，氧元素的質(zhì)量為16，兩者的個數(shù)比為 ：=2：3，所以B點(diǎn)時剩余固體的成分是Cr2O3，所以加熱到 750K 時成分是Cr2O3，故答案為：Cr2O3。