Question

【題目】已知K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72-＋H2O 2CrO42-＋2H+。K2Cr2O7為橙色，K 2CrO4為黃色。為探究濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響，某興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案。

	序號(hào)	試劑X
	ⅰ	1 mL1mol·L-1 K2Cr2O7 溶液
	ⅱ	1mL1 mol·L-1 K2CrO4溶液
	ⅲ	5~15滴濃硫酸
	ⅳ	5~15滴濃鹽酸
	ⅴ	5~15滴6 mol·L-1 NaOH溶液

Ⅰ．方案討論

（1）ⅰ~ⅴ中依據(jù)減少生成物濃度可導(dǎo)致平衡移動(dòng)的原理設(shè)計(jì)的是______（填序號(hào)）。

（2）已知BaCrO4為黃色沉淀。某同學(xué)認(rèn)為試劑X還可設(shè)計(jì)為Ba(NO3)2溶液，加入該試劑后，溶液顏色將_____。（填“變深”、“變淺”或“不變”）。

Ⅱ．實(shí)驗(yàn)分析

序號(hào)	試劑X	預(yù)期現(xiàn)象	實(shí)際現(xiàn)象
ⅰ	1 mL1 mol·L-1 K2Cr2O7 溶液	溶液變黃	溶液橙色加深
ⅱ	1mL1 mol·L-1 K2CrO4溶液	溶液橙色加深	溶液顏色變淺
ⅲ	5~15滴濃硫酸	溶液橙色加深	溶液橙色加深
ⅳ	5~15滴濃鹽酸	溶液橙色加深	無明顯現(xiàn)象
ⅴ	5~15滴6mol·L-1NaOH溶液	溶液變黃	溶液變黃

（1）實(shí)驗(yàn)ⅰ沒有觀察到預(yù)期現(xiàn)象的原因是____________，實(shí)驗(yàn)ⅱ的原因與其相似。

（2）通過實(shí)驗(yàn)ⅲ和ⅴ得出的結(jié)論為___________ 。

（3）實(shí)驗(yàn)ⅳ無明顯現(xiàn)象，可能的原因是____________。

（4）某同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)：K2Cr2O7溶液與濃鹽酸可發(fā)生氧化還原反應(yīng)。但實(shí)驗(yàn)ⅳ中沒有觀察到明顯現(xiàn)象，小組同學(xué)設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該反應(yīng)的發(fā)生。

① 方案一：取5 mL濃鹽酸，向其中加入15滴0.1mol·L-1 K2Cr2O7溶液，一段時(shí)間后，溶液變?yōu)榫G色（CrCl3水溶液呈綠色），有黃綠色氣體生成。寫出該變化的化學(xué)方程式__________。

② 請(qǐng)你設(shè)計(jì)方案二：_______________。

Answer 1

【答案】ⅴ 變淺 根據(jù)平衡移動(dòng)原理，實(shí)驗(yàn)ⅰ中，增大反應(yīng)物K2Cr2O7濃度，平衡正向移動(dòng)，使反應(yīng)物濃度有所減少，但仍高于變化前，所以溶液橙色加深 增大（減少）生成物濃度，平衡逆向（正向）移動(dòng)。（或：如果改變物質(zhì)濃度，平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)）（合理給分） 濃鹽酸中氫離子濃度遠(yuǎn)小于濃硫酸中氫離子濃度 14HCl + K2CrO7=3Cl2 ↑+ 2CrCl3 + 2KCl+7H2O 向5 mL 0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中通入足量的HCl氣體或以0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液和濃鹽酸為正負(fù)極反應(yīng)物，組成雙液原電池

【解析】

根據(jù)平衡移動(dòng)原理及影響化學(xué)平衡移動(dòng)因素判斷；根據(jù)原電池工作原理解答；

Ⅰ．根據(jù)反應(yīng)： Cr2O72-＋H2O 2CrO42-＋2H+可知：

（1）ⅰ加入1 mL1mol·L-1 K2Cr2O7溶液，增加的是反應(yīng)物Cr2O72-濃度，平衡正向移動(dòng)；

ⅱ加入1mL1 mol·L-1 K2CrO4溶液，增加的是生成物CrO42-的濃度，平衡逆向移動(dòng)；

ⅲ加入5~15滴濃硫酸，增加的是生成物H+的濃度，平衡逆向移動(dòng)；

ⅳ加入5~15滴濃鹽酸，增加的是生成物H+的濃度，平衡逆向移動(dòng)；

ⅴ加入5~15滴6 mol·L-1 NaOH溶液，消耗了生成物H+的濃度，平衡正向移動(dòng)；

故合理選項(xiàng)為V；

（2）由K2Cr2O7為橙色，K 2CrO4為黃色，BaCrO4為黃色沉淀。向Cr2O72-＋H2O 2CrO42-＋2H+平衡體系中加入 Ba(NO3)2溶液，平衡正向移動(dòng)，溶液顏色將變淺；

Ⅱ（1）由Cr2O72-＋H2O 2CrO42-＋2H+平衡可知，加入1 mL 1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液后，增加的是反應(yīng)物Cr2O72-濃度，平衡正向移動(dòng)，但移動(dòng)的程度很小，使得溶液中Cr2O72-濃度增加比移動(dòng)消耗的Cr2O72-得濃度多，所以溶液橙色加深；答案：根據(jù)平衡移動(dòng)原理，實(shí)驗(yàn)ⅰ中，增大反應(yīng)物K2Cr2O7濃度，平衡正向移動(dòng)，使反應(yīng)物濃度有所減少，但仍高于變化前，所以溶液橙色加深；

（2）實(shí)驗(yàn)ⅲ是加入5~15滴濃硫酸，增加的是生成物H+的濃度，平衡逆向移動(dòng)；實(shí)驗(yàn)ⅴ是加入5~15滴6mol·L-1NaOH溶液，消耗了生成物H+的濃度，平衡正向移動(dòng)；由此得出增大（減少）生成物濃度，平衡逆向（正向）移動(dòng)；或：如果改變物質(zhì)濃度，平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)；

（3）實(shí)驗(yàn)ⅳ加入5~15滴濃鹽酸，無明顯現(xiàn)象，說明平衡沒有移動(dòng)，可能是濃鹽酸中氫離子濃度遠(yuǎn)小于濃硫酸中氫離子濃度；

（4）①取5 mL濃鹽酸，向其中加入15滴0.1mol·L-1 K2Cr2O7溶液，一段時(shí)間后，溶液變?yōu)榫G色（CrCl3水溶液呈綠色），有黃綠色氣體生成，該變化的化學(xué)方程式14HCl + K2CrO7=3Cl2 ↑+2CrCl3 +2KCl +7H2O；

②根據(jù)K2Cr2O7溶液與濃鹽酸可發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可以用原電池反應(yīng)原理檢驗(yàn)。即向5 mL0.1 mol·L-1K2Cr2O7溶液中通入足量的HCl氣體或以0.1 mol·L-1K2Cr2O7溶液和濃鹽酸為正負(fù)極反應(yīng)物，組成雙液原電池，在負(fù)極有黃綠色氣體產(chǎn)生，在正極溶液顏色變?yōu)榫G色。