Question

“問題膠囊”事件引發(fā)了各方關注和熱議，國際食品包裝協(xié)會秘書長董金獅教授說：“工業(yè)明膠中重金屬鉻的毒性遠高于三聚氰胺”．鉻是嚴重的致癌物質，絕不允許含鉻廢水隨意排放．請回答下列問題：
（1）三聚氰胺中N原子的雜化方式是

 

．
（2）酸性溶液中過氧化氫能使Cr₂0₇^2-生成藍色的過氧化鉻（CrO₅，分子結構為 ，該反應可用來檢驗Cr₂0₇^2-的存在．過氧化鉻中鉻元素的化合價為

 

，請寫出反應的離子方程式：

 

．
（3）一種治理含Cr₂0₇^2-酸性工業(yè)廢水的方法是向廢水中加入適量的食鹽，用鐵作電極進行電解，Cr₂0₇^2-被還原為Cr³⁺，然后生成Cr（OH）₃沉淀除去，以達到排放標準．
①加適量食鹽的目的是

 

，與Cr（OH）₃沉淀同時生成的沉淀還可能有

 

．
②已知電解后溶液中c（Fe³⁺）為4.0×10^-13mol?L^-1，則溶液中c（Cr³⁺）濃度為

 

．
（已知K_sP[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38； K_sp[Cr（OH）₃]=6.0×10^-31）

Answer 1

考點：原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,離子方程式的書寫,電解原理

專題：化學鍵與晶體結構,電化學專題

分析：（1）三聚氰胺分子中，氨基上的N原子成3個σ 鍵、有一個孤電子對，環(huán)上的N原子成2個σ 鍵、有一個孤電子對，雜化軌道數(shù)=σ 鍵數(shù)+孤電子對數(shù)，據(jù)此確定N原子雜化方式；
（2）根據(jù)過氧化鉻的結構簡式可知存在過氧鍵、Cr-O鍵、Cr=O來分析；過氧化氫與K₂Cr₂O₇在酸性溶液中發(fā)生反應生成CrO₅和水；
（3）①加入適量的NaCl可增強溶液的導電能力，Cr₂O₇^2-具有強氧化性，可以將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為Cr³⁺，鐵離子與氫氧根離子結合生成Fe（OH）₃沉淀；
②先根據(jù)KspFe（OH）₃和c（Fe³⁺）求出c（OH^-），然后再根據(jù)c（OH^-）和KspCr（OH）₃求出c（Cr³⁺）；

解答： 解：（1）三聚氰胺分子中，氨基上的N原子含有3個 σ 鍵和一個孤電子對，所以采取sp³雜化，環(huán)上的N原子含有2個 σ 鍵和一個孤電子對，所以采取sp²雜化，
故答案為：sp²、sp³；
（2）根據(jù)過氧化鉻的結構簡式可知一個鉻與五個氧形成形成六個鉻氧極性共價鍵，共用電子對偏向都偏向氧，所以呈+6，結構式中存在過氧鍵、Cr-O鍵、Cr=O，在4個Cr-O鍵中O為-1價，在Cr=O鍵注重O為-2價；
過氧化氫與K₂Cr₂O₇在酸性溶液中發(fā)生反應生成CrO₅和水，離子反應為4H₂O₂+Cr₂O₇^2-+2H⁺═2CrO₅+5H₂O；
故答案為：+6；4H₂O₂+Cr₂O₇^2-+2H⁺═2CrO₅+5H₂O；
（3）①因NaCl為電解質，加入適量的NaCl可增強溶液的導電能力，亞鐵離子與Cr₂O₇^2-發(fā)生氧化還原反應Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，亞鐵離子被氧化為鐵離子，與氫氧根離子結合生成Fe（OH）₃沉淀，
故答案為：增大離子濃度，增強導電能力；Fe（OH）₃；
②Fe（OH）₃（s）?Fe³⁺（aq）+3OH^-（aq），溶液中c（OH^-）=

3	KSPFe(OH)3 C(Fe3+)

=

3	4×10-38 4×10-13

mol/L=

3	1×10-25

mol/L，
則溶液中c（Cr³⁺）=

KSPCr(OH)3

C3(OH-)

=

6.0×10-31

1×10-25

=6.0×10ˉ⁶mol/L，
故答案為：6.0×10^-6 mol?L^-1；

點評：本題考查較為綜合，題目難度較大，涉及原子雜化、氧化還原反應、沉淀溶解平衡的計算等知識點，根據(jù)過氧化鉻的結構簡式判斷鉻的化合價、沉淀溶解平衡的計算是解答難點，題目難度中等．