Question

6．鉻（Cr）是周期表中VIB族元素，化合價(jià)可以是 0～+6 的整數(shù)價(jià)態(tài)．回答下列問(wèn)題：
（1）某鉻化合物的化學(xué)式為 Na₃CrO₈，其陰離子結(jié)構(gòu)可表示為，則Cr的化合價(jià)為+5．
（2）在如圖裝置中，觀察到Cu電極上產(chǎn)生大量的無(wú)色氣泡，Cr電極周圍出現(xiàn)天藍(lán)色（Cr²⁺），而后又變成綠色 （Cr³⁺）．該電池總反應(yīng)的過(guò)程表示為：Cr+2H⁺=Cr²⁺+H₂↑，2Cr²⁺+2H⁺=2Cr³⁺+H₂．左側(cè)燒杯溶液中c（Cl^-）增大（填“增大”，“減小”或“不變”）．
（3）已知K_sp（BaCrO₄）=1.2×10^-10，K_sp（PbCrO₄）=2.8×10^-13，K_sp（Ag₂CrO₄）=2，.0×10^-12．某溶液中含有Ba²⁺、Pb²⁺、Ag⁺，濃度均為0.01mol/L，向該溶液中逐滴入 0.01mol/L Na₂CrO₄溶液時(shí)，三種陽(yáng)離子產(chǎn)生沉淀的先后順序?yàn)镻b²⁺、Ba²⁺、Ag⁺．
（4）在溶液中存在如下平衡：
CrO₄^2-+H⁺?HCrO₄^-  K₁=10^5.9；
Cr₂O₇^2-+H₂O?2HCrO₄^-  K=10^-2.2
則反應(yīng)：2CrO₄^2-+H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O的平衡常數(shù)K=10¹⁴．
（5）CrO₄^2-呈四面體構(gòu)型，結(jié)構(gòu)為．CrO₇^2-由兩個(gè)CrO₄^2-四面體組成，這兩個(gè)CrO₄^2-四面體通過(guò)共用一個(gè)角頂氧原子彼連，結(jié)構(gòu)為．則由n（n＞1）個(gè)CrO₄^2-通過(guò)角頂氧原子連續(xù)的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的化學(xué)式為Cr_nO_（3n+1）^2-．
（6）CrO₃是H₂CrO₄的酸醉，受熱易分解．把一定量的 CrO₃加熱至790K時(shí)，殘留固體的質(zhì)量為原固體質(zhì)量 76%．寫出 CrO₃受熱分解化學(xué)方程式：4CrO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cr₂O₃+3O₂↑．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化合物化合價(jià)代數(shù)和為0結(jié)合陰離子結(jié)構(gòu)為解答；
（2）根據(jù)觀察到Cu電極上產(chǎn)生大量的無(wú)色氣泡則有氫氣生成，Cr電極周圍出現(xiàn)天藍(lán)色（Cr²⁺），而后又變成綠色 （Cr³⁺），說(shuō)明鉻先失電子生成二價(jià)鉻，后又失電子生成三價(jià)鉻；根據(jù)陰離子移向陰極判斷左側(cè)燒杯溶液中c（Cl^-）；
（3）析出沉淀時(shí)，BaCrO₄溶液中c（CrO₄^2-）=$\frac{Ksp（BaCrO{\;}_{4}）}{c（Ba{\;}^{2+}）}$，PbCrO₄溶液中c（CrO₄^2-）=$\frac{Ksp（PbCrO{\;}_{4}）}{c（Pb{\;}^{2+}）}$，Ag₂CrO₄溶液中c（CrO₄^2-）=$\frac{Ksp（Ag{\;}_{2}CrO{\;}_{4}）}{c（Ag{\;}^{+}）{\;}^{2}}$，c（CrO₄^2-）越小，先生成沉淀；
（4）根據(jù)K=$\frac{c（Cr{\;}_{2}O{\;}_{7}{\;}^{2-}）}{c（CrO{\;}_{4}{\;}^{2-}）{\;}^{2}c（H{\;}^{+}）{\;}^{2}}$進(jìn)行計(jì)算；
（5）根據(jù)兩個(gè)CrO₄^2-四面體通過(guò)共用一個(gè)角頂氧原子彼連，結(jié)構(gòu)為，則兩個(gè)CrO₄^2-每共用一個(gè)角頂氧原子，就少一個(gè)氧原子，所以由n（n＞1）個(gè)CrO₄^2-通過(guò)角頂氧原子連續(xù)的鏈?zhǔn)�，則少n-1個(gè)氧原子，據(jù)此書寫；
（6）設(shè)三氧化鉻的質(zhì)量為100g，則生成固體的質(zhì)量為：100g×76%=76g，Cr的質(zhì)量沒(méi)有變，所以生成物中Cr的質(zhì)量為52g，氧元素的質(zhì)量為16，兩者的個(gè)數(shù)比為$\frac{52}{52}$：$\frac{76-52}{16}$=2：3，由此確定生成物的化學(xué)式書寫方程式．

解答 解：（1）因?yàn)榛�合物化合價(jià)代數(shù)和為0，又化學(xué)式Na₃CrO₈中陰離子結(jié)構(gòu)可表示為，則氧為-1價(jià)，鈉為+1價(jià)，所以鉻為+5，故答案為：+5；
（2）因?yàn)橛^察到Cu電極上產(chǎn)生大量的無(wú)色氣泡即右側(cè)為正極有氫氣生成，Cr電極周圍出現(xiàn)天藍(lán)色（Cr²⁺，而后又變成綠色 （Cr³⁺），說(shuō)明鉻先失電子生成二價(jià)鉻，后又失電子生成三價(jià)鉻，所以電池總反應(yīng)的過(guò)程表示為Cr+2H⁺=Cr²⁺+H₂↑，2Cr²⁺+2H⁺=2Cr³⁺+H₂；又陰離子移向陰極，所以左側(cè)燒杯溶液中c（Cl^-）增大；故答案為：Cr+2H⁺=Cr²⁺+H₂↑；增大；
（3）析出沉淀時(shí)，BaCrO₄溶液中c（CrO₄^2-）=$\frac{Ksp（BaCrO{\;}_{4}）}{c（Ba{\;}^{2+}）}$=$\frac{1.2×10{\;}^{-10}}{0.01}$=1.2×10^-8mol/L，PbCrO₄溶液中c（CrO₄^2-）=$\frac{Ksp（PbCrO{\;}_{4}）}{c（Pb{\;}^{2+}）}$=$\frac{2.8×10{\;}^{-13}}{0.01}$=2.8×10^-11mol/L，Ag₂CrO₄溶液中c（CrO₄^2-）=$\frac{Ksp（Ag{\;}_{2}CrO{\;}_{4}）}{c（Ag{\;}^{+}）{\;}^{2}}$=$\frac{2.0×10{\;}^{-12}}{0.01{\;}^{2}}$=2×10^-8mol/L，因?yàn)閏（CrO₄^2-）越小，先生成沉淀，所以三種陽(yáng)離子產(chǎn)生沉淀的先后順序?yàn)镻b²⁺、Ba²⁺、Ag⁺，故答案為：Pb²⁺、Ba²⁺、Ag⁺；
（4）2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O的平衡常數(shù)K=$\frac{c（Cr{\;}_{2}O{\;}_{7}{\;}^{2-}）}{c（CrO{\;}_{4}{\;}^{2-}）{\;}^{2}c（H{\;}^{+}）{\;}^{2}}$=$\frac{{K}_{1}{\;}^{2}}{K}$=$\frac{（10{\;}^{5.9}）{\;}^{2}}{10{\;}^{-2.2}}$=10¹⁴，故答案為：10¹⁴；
（5）由兩個(gè)CrO₄^2-四面體通過(guò)共用一個(gè)角頂氧原子彼連，結(jié)構(gòu)為，則兩個(gè)CrO₄^2-每共用一個(gè)角頂氧原子，就少一個(gè)氧原子，所以由n（n＞1）個(gè)CrO₄^2-通過(guò)角頂氧原子連續(xù)的鏈?zhǔn)�，則少n-1個(gè)氧原子，則由n（n＞1）個(gè)CrO₄^2-通過(guò)角頂氧原子連續(xù)的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的化學(xué)式為Cr_nO_（3n+1）^2-，故答案為：Cr_nO_（3n+1）^2-；
（6）由CrO₃加熱至790K時(shí)，殘留固體的質(zhì)量為原固體質(zhì)量76%，設(shè)三氧化鉻的質(zhì)量為100g，則生成固體的質(zhì)量為：100g×76%=76g，Cr的質(zhì)量沒(méi)有變，所以生成物中Cr的質(zhì)量為52g，氧元素的質(zhì)量為16，兩者的個(gè)數(shù)比為$\frac{52}{52}$：$\frac{76-52}{16}$=2：3，所以生成的固體的成分是Cr₂O₃，則反應(yīng)方程式為：4CrO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cr₂O₃+3O₂↑，
故答案為：4CrO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cr₂O₃+3O₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解反應(yīng)式的書寫、沉淀溶解平衡Ksp的有關(guān)計(jì)算、氧化還原反應(yīng)方程式的書寫等，同時(shí)考查學(xué)生獲取信息、加工信息能力，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，題目難度中等．