【題目】研究+6價(jià)鉻鹽不同條件下微粒存在形式及氧化性,某小組同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):

已知:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黃色)+2H+H=+13.8kJ/mol,+6價(jià)鉻鹽在一定條件下可被還原為Cr3+,Cr3+在水溶液中為綠色。

1)試管cb對(duì)比,推測(cè)試管c的現(xiàn)象是_____________________

2)試管ab對(duì)比,a中溶液橙色加深。甲認(rèn)為溫度也會(huì)影響平衡的移動(dòng),橙色加深不一定是c(H+)增大影響的結(jié)果;乙認(rèn)為橙色加深一定是c(H+)增大對(duì)平衡的影響。你認(rèn)為是否需要再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明?__________(“是”或“否”),理由是____________________________________________________

3)對(duì)比試管a、b、c的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可知pH增大_____(選填“增大”,“減小”,“不變”);

4)分析如圖試管c繼續(xù)滴加KI溶液、過(guò)量稀H2SO4的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,說(shuō)明+6價(jià)鉻鹽氧化性強(qiáng)弱為Cr2O72-__________CrO42-(填“大于”,“小于”,“不確定”);寫(xiě)出此過(guò)程中氧化還原反應(yīng)的離子方程式_________。

5)小組同學(xué)用電解法處理含Cr2O72-廢水,探究不同因素對(duì)含Cr2O72-廢水處理的影響,結(jié)果如表所示(Cr2O72-的起始濃度,體積、電壓、電解時(shí)間均相同)。

實(shí)驗(yàn)

是否加入Fe2(SO4)3

加入5g

是否加入H2SO4

加入1mL

加入1mL

加入1mL

電極材料

陰、陽(yáng)極均為石墨

陰、陽(yáng)極均為石墨

陰、陽(yáng)極均為石墨

陰極為石墨,陽(yáng)極為鐵

Cr2O72-的去除率/%

0.922

12.7

20.8

57.3

①實(shí)驗(yàn)ⅱ中Cr2O72-放電的電極反應(yīng)式是________________。

②實(shí)驗(yàn)ⅲ中Fe3+去除Cr2O72-的機(jī)理如圖所示,結(jié)合此機(jī)理,解釋實(shí)驗(yàn)ivCr2O72-去除率提高較多的原因_______________。

【答案】溶液變黃色 Cr2O72-(橙色)+H2OCrO42-(黃色)+2H+正向是吸熱反應(yīng),若因濃H2SO4溶于水而溫度升高,平衡正向移動(dòng),溶液變?yōu)辄S色。而實(shí)際的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溶液橙色加深,說(shuō)明橙色加深就是增大c(H+)平衡逆向移動(dòng)的結(jié)果 減小 大于 Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O 陽(yáng)極Fe失電子生成Fe2+,Fe2+Cr2O72-在酸性條件下反應(yīng)生成Fe3+,Fe3+在陰極得電子生成Fe2+,繼續(xù)還原Cr2O72-,Fe2+循環(huán)利用提高了Cr2O72-的去除率

【解析】

根據(jù)平衡移動(dòng)原理分析對(duì)比實(shí)驗(yàn);注意從圖中找出關(guān)鍵信息。

1)由Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黃色)+2H+及平衡移動(dòng)原理可知,向重鉻酸鉀溶液中加入氫氧化鈉溶液后,可以減小溶液中的氫離子濃度,使上述平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),因此,試管cb(只加水,對(duì)比加水稀釋引起的顏色變化)對(duì)比,試管c的現(xiàn)象是:溶液變?yōu)辄S色。

2)試管ab對(duì)比,a中溶液橙色加深。甲認(rèn)為溫度也會(huì)影響平衡的移動(dòng),橙色加深不一定是c(H+)增大影響的結(jié)果;乙認(rèn)為橙色加深一定是c(H+)增大對(duì)平衡的影響。我認(rèn)為不需要再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明,故填否。理由是:Cr2O72-(橙色)+H2OCrO42-(黃色)+2H+正向是吸熱反應(yīng),濃H2SO4溶于水會(huì)放出大量的熱量而使溶液的溫度升高,上述平衡將正向移動(dòng),溶液會(huì)變?yōu)辄S色。但是,實(shí)際的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溶液的橙色加深,說(shuō)明上述平衡是向逆反應(yīng)方向移動(dòng)的,橙色加深只能是因?yàn)樵龃罅?/span>c(H+)的結(jié)果。

3)對(duì)比試管a、b、c的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可知隨著溶液的pH增大,上述平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),減小,而 增大,故減小。

4)向試管c繼續(xù)滴加KI溶液,溶液的顏色沒(méi)有明顯變化,但是,加入過(guò)量稀H2SO4后,溶液變?yōu)槟G色,增大氫離子濃度,上述平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-Cr2O72-可以在酸性條件下將I-氧化,而在堿性條件下,CrO42-不能將I-氧化,說(shuō)明+6價(jià)鉻鹽氧化性強(qiáng)弱為:Cr2O72-大于CrO42-;此過(guò)程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式是Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O。

5)①實(shí)驗(yàn)ⅱ中,Cr2O72-在陰極上放電被還原為Cr3+,硫酸提供了酸性環(huán)境,其電極反應(yīng)式是Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O。

②由實(shí)驗(yàn)ⅲ中Fe3+去除Cr2O72-的機(jī)理示意圖可知,加入Fe2(SO4)3溶于水電離出Fe3+,在直流電的作用下,陽(yáng)離子向陰極定向移動(dòng),故Fe3+更易在陰極上得到電子被還原為Fe2+,Fe2+在酸性條件下把Cr2O72-還原為Cr3+。如此循環(huán)往復(fù),Fe3+在陰極得電子生成Fe2+,繼續(xù)還原Cr2O72-/span>,Fe2+循環(huán)利用提高了Cr2O72-的去除率。由此可知,實(shí)驗(yàn)ivCr2O72-去除率提高較多的原因是:陽(yáng)極Fe失電子生成Fe2+,Fe2+Cr2O72-在酸性條件下反應(yīng)生成Fe3+,Fe3+在陰極得電子生成Fe2+,繼續(xù)還原Cr2O72-,故在陰陽(yáng)兩極附近均在大量的Fe2+,Fe2+循環(huán)利用提高了Cr2O72-的去除率。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】完成下列問(wèn)題:

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a.不能與NaOH反應(yīng) b.含離子鍵、共價(jià)鍵 c.受熱可分解

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⑵配制100mL3.00mol/L的鹽酸,需以上濃鹽酸多少mL? ______________(列式計(jì)算)

⑶用濃鹽酸配制該稀鹽酸需要以下哪些步驟(按操作順序填寫(xiě)序號(hào)):_____________________

①計(jì)算②裝瓶③用50mL量筒量取一定體積的濃鹽酸④洗滌⑤移液⑥稀釋⑦定容⑧搖勻

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共價(jià)鍵

H-H

F-F

H-F

H-Cl

H-I

E(kJ/mol)

436

157

568

432

298

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