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）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_________。

（2）CrO42和Cr2O72在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72)隨c(H+)的變化如圖所示。

①用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)____________。

②由圖可知，溶液酸性增大，CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率__________(填“增大”“減小”或“不變”)。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升高溫度，溶液中CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的ΔH______0(填“大于”“小于”或“等于”)。

（3）在化學(xué)分析中采用K2CrO4為指示劑，以AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中Cl，利用Ag+與CrO42生成磚紅色沉淀，指示到達(dá)滴定終點(diǎn)。當(dāng)溶液中Cl恰好沉淀完全(濃度等于1.0×105 mol·L1)時(shí)，溶液中c(Ag+)為_______ molL1，此時(shí)溶液中c(CrO42)等于__________ molL1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.0×1012和2.0×1010)。

（4）+6價(jià)鉻的化合物毒性較大，常用NaHSO3將廢液中的Cr2O72還原成Cr3+，該反應(yīng)的離子方程式為______________。

Answer 1

【答案】（1）藍(lán)紫色溶液變淺，同時(shí)有灰藍(lán)色沉淀生成，然后沉淀逐漸溶解形成綠色溶液；

（2）①2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O； ② 增大；1.0×1014 ；③小于；

（3）2.0×10-5 ；5×10-3；（4）Cr2O72+3HSO3 +5H＋=2Cr3++3SO42+4H2O。

【解析】（1）根據(jù)Cr3+與Al3+的化學(xué)性質(zhì)相似，可知Cr(OH)3是兩性氫氧化物，能溶解在強(qiáng)堿NaOH溶液中。向Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過量，首先發(fā)生反應(yīng)：Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓，產(chǎn)生Cr(OH)3灰藍(lán)色固體，當(dāng)堿過量時(shí)，又會(huì)發(fā)生反應(yīng)：Cr(OH)3+OH-= Cr(OH)4，可觀察到沉淀消失，溶液變?yōu)榫G色。故觀察到的現(xiàn)象為藍(lán)紫色溶液變淺，同時(shí)有灰藍(lán)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，CrO42-與溶液中的H+發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Cr2O72-的離子反應(yīng)式為：2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O。②根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，溶液酸性增大，c(H+)增大，化學(xué)平衡2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O向正反應(yīng)方向進(jìn)行，導(dǎo)致CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率增大；根據(jù)圖像可知，在A點(diǎn)時(shí)，c(Cr2O72-)=0.25 mol/L，由于開始時(shí)c(CrO42)=1.0 mol/L，根據(jù)Cr元素守恒可知A點(diǎn)的溶液中CrO42-的濃度c(CrO42)=0.5 mol/L；H+濃度為1.0×10-7 mol/L；此時(shí)該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為；③由于升高溫度，溶液中CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說明升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，導(dǎo)致溶液中CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率減小，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)方向是吸熱反應(yīng)，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故該反應(yīng)的ΔH＜0；（3）當(dāng)溶液中Cl完全沉淀時(shí)，即c(Cl-)=1.0×105 mol·L1，根據(jù)溶度積常數(shù)Ksp(AgCl)=2.0×1010，可得溶液中c(Ag+)=Ksp(AgCl)÷c(Cl-)=2.0×1010÷(1.0×105 mol·L1)=2.0×10-5 mol·L1；則此時(shí)溶液中c(CrO42)=Ksp(Ag2CrO4)/c2(Ag+)=2.0×1012÷(2.0×10-5 mol·L1)=5×10-3mol·L1；（4） NaHSO3具有還原性，Cr2O72具有氧化性，二者會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)已知條件，結(jié)合電子守恒、電荷守恒、原子守恒，可得二者反應(yīng)的離子方程式為：Cr2O72+3HSO3 +5H＋=2Cr3++3SO42+4H2O。