Question

工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它們會(huì)對(duì)人類及生態(tài)系統(tǒng)
產(chǎn)生很大的傷害，必須進(jìn)行處理．該法的工藝流程為CrO₄^-2

H+

①轉(zhuǎn)化

Cr₂O₇^2-

Fe2+

②還原

Cr³⁺

OH-

③沉淀

Cr（OH）₃↓
其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
（1）若平衡體系的pH=2，則溶液顯色．
（2）能說明第①步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是

 

．（選填編號(hào)）
a．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的濃度相同     b．v_正 （Cr₂O₇^2-）=2v_逆（CrO₄^2-）
c．溶液的顏色不變d．溶液的pH值不變
（3）寫出第②步中Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)變?yōu)镃r³⁺的離子方程式：

 

．
（4）向Cr₂（SO₄）₃溶液中，滴加NaOH，當(dāng)pH=4.6時(shí)，開始出現(xiàn)Cr（OH）₃沉淀，隨著pH的-H₂O
升高，沉淀增多，但當(dāng)pH≥13時(shí)，沉淀消失，出現(xiàn)亮綠色的[Cr（OH）₄]^-離子．其平衡關(guān)系如
+H₂O下：H⁺+[Cr（OH）₄]^-（亮綠色）?Cr（OH）₃（s，灰綠色）?Cr³⁺（紫色）+3OH^-．
現(xiàn)向0.05mol?L^-1的Cr₂（SO₄）₃溶液50mL中，加入等體積0.6mol?L^-1的NaOH溶液，充分反應(yīng)后，溶液中可觀察到的現(xiàn)象為

 

，溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?div id="zz0apj8" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．
（5）在Na[Cr（OH）₄]和Na₂Cr₂O₇混合后的溶液中加入H₂SO₄酸化，鉻元素以

 

形式存在（填寫離子符號(hào)）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)外界條件對(duì)平衡的影響來確定平衡移動(dòng)方向，從而確定離子濃度大小和溶液顏色變化；
（2）根據(jù)判斷平衡狀態(tài)的方法：V_正=V_逆，或各組分的濃度保持不變則說明已達(dá)平衡，也可根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：逆、定、動(dòng)、變、等來回答判斷；
（3）在酸性條件下與來亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（4）根據(jù)Cr³⁺+4OH^-=CrO₂^2-+2H₂O計(jì)算反應(yīng)后剩余的n（OH^-），進(jìn)而計(jì)算c（OH^-），再根據(jù)Kw=c（H⁺）?c（OH^-）計(jì)算c（H⁺），最后利用pH=-lgc（H⁺）計(jì)算pH值進(jìn)行判斷，根據(jù)反應(yīng)后相關(guān)離子的物質(zhì)的比較離子濃度的大��；
（5）在酸性條件下H⁺+[Cr（OH）₄]^-（亮綠色）?Cr（OH）₃（s，灰綠色）?Cr³⁺（紫色）+3OH^-，平衡正向移動(dòng)，平衡2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O也正向移動(dòng)．

解答： 解：（1）c（H⁺）增大，平衡2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O右移，溶液呈橙色，故答案為：橙；
（2）2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
a．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的濃度相同，不一定平衡，故a錯(cuò)誤；
b．CrO₄^2-的消耗速率表示v_正，Cr₂O₇^2-生成速率也表示v_正，從開始到平衡2v_證（CrO₄^2-）=v_正（Cr₂O₇^2-）不是平衡狀態(tài)，故b錯(cuò)誤；
c．溶液的顏色不變，證明各組分的濃度不隨時(shí)間的變化而變化，故c正確；
d．溶液的pH值不變，即溶液的酸性不變，氫離子濃度不變，達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，故d正確；
故選cd；
（3）在酸性條件下與來亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)方程式為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（4）n（Cr³⁺）=0.1 mol/L×0.05 L=0.005 mol
Cr³⁺+4OH^-=CrO₂^2-+2H₂O
0.005mol 0.02 mol
剩余n（OH^-）=0.6mol/L×0.05L-0.02 mol=0.01 mol，
使用c（OH^-）=

0.01mol

0.05L+0.05L

=0.1 mol/L，
所以c（H⁺）=

10-14

0.1

mol/L=10^-13 mol/L，
故pH=-lg10^-13=13，所以此時(shí)溶液中主要以[Cr（OH）₄]^-形式存在，溶液由紫色變?yōu)榱辆G色；溶液中c（Na⁺）=

0.6mol?L-1

2

=0.3mol/L，c（OH^-）=0.1 mol/L，
c（SO₄^2-）=

3×0.05mol?L-1

2

=0.075mol/L，所以離子濃度大小關(guān)系為：c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（SO₄^2-）＞c（[Cr（OH）₄]^-）＞c（H⁺），故答案為：溶液由紫色變?yōu)榱辆G色；c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（SO₄^2-）＞c（[Cr（OH）₄]^-）＞c（H⁺）；
（5）在酸性條件下H⁺+[Cr（OH）₄]^-（亮綠色）?Cr（OH）₃（s，灰綠色）?Cr³⁺（紫色）+3OH^-，平衡正向移動(dòng)，平衡2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O也正向移動(dòng)，所以鉻元素以Cr³⁺、Cr₂O₇^2-的形式存在，故答案為：Cr³⁺、Cr₂O₇^2-．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了化學(xué)平衡移動(dòng)原理、氧化還原反應(yīng)、沉淀溶解平衡等內(nèi)容，解題須根據(jù)題給信息結(jié)合相關(guān)原理進(jìn)行解答，題目難度中等．