5.元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3+(藍紫色)、Cr(OH)4-(綠色)[與偏鋁酸根相似,偏鋁酸根也可以寫成Al(OH)4-]Cr2O72-(橙紅色)、CrO42-(黃色)等形式存在,Cr(OH)3為難溶于水的灰藍色固體,回答下列問題:
(1)Cr3+與Al3+的化學性質(zhì)相似,在Cr2(SO43溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過量,可觀察到的現(xiàn)象是藍紫色溶液變淺,同時有灰藍色沉淀生成,然后沉淀逐漸溶解形成綠色溶液.
(2)CrO42-和Cr2O72-在溶液中可相互轉(zhuǎn)化.室溫下,初始濃度為1.0mol•L-1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)2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O.
②由圖可知,溶液酸性增大,CrO42-的平衡轉(zhuǎn)化率增大(填“增大“減小”或“不變”).根據(jù)A點數(shù)據(jù),計算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為1.0×1014
③升高溫度,溶液中CrO42-的平衡轉(zhuǎn)化率減小,則該反應(yīng)的△H小于0(填“大于”“小于”或“等于”).
(3)+6價鉻的化合物毒性較大,常用NaHSO3將廢液中的Cr2O72-還原成Cr3+,反應(yīng)的離子方程式為5H++Cr2O72-+3HSO3-=2Cr3++3SO42-+4H2O.

分析 (1)溶液Cr3+(藍紫色)和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成Cr(OH)3為難溶于水的灰藍色固體,和氫氧化鋁性質(zhì)相似為兩性氫氧化物,溶于強堿;
(2)①圖象分析可知隨氫離子濃度增大,鉻酸根離子轉(zhuǎn)化為重鉻酸根離子;A點c(Cr2O72-)=0.25mol/L,c(H+)=10-7mol/L,c(CrO42-)=0.5mol/L,依據(jù)平衡常數(shù)概念計算,K=$\frac{c(C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-})}{{c}^{2}({H}^{+}){c}^{2}(Cr{{O}_{4}}^{2-})}$;
②溶液酸性增大,平衡2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O正向進行,CrO42-的平衡轉(zhuǎn)化率增大;A點Cr2O72-的濃度為0.25mol/L,則消耗的CrO42-的濃度為0.5mol/L,則溶液中的c(CrO42-)=1.0mol/L-0.25mol/L×2=0.5mol/L,H+濃度為1×10-7mol/L,計算反應(yīng)的平衡常數(shù);
③升高溫度,溶液中CrO42-的平衡轉(zhuǎn)化率減小,平衡逆向移動,升高溫度平衡向吸熱方向移動,據(jù)此判斷;
(3)用NaHSO3將廢液中的Cr2O72-還原成Cr3+,Cr元素的化合價降低,則S元素的化合價升高,生成硫酸根離子,并結(jié)合電荷、電子守恒配平.

解答 解:(1)Cr3+與Al3+的化學性質(zhì)相似可知Cr2(SO43溶液中逐滴加入NaOH溶液,先生成Cr(OH)3灰藍色沉淀,繼續(xù)加入NaOH后沉淀溶解,生成綠色Cr(OH)4-;故答案為:藍紫色溶液變淺,同時有灰藍色沉淀生成,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-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-的離子反應(yīng)式為:2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O,
故答案為:2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O;
②溶液酸性增大,平衡2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O正向進行,CrO42-的平衡轉(zhuǎn)化率增大;A點Cr2O72-的濃度為0.25mol/L,則消耗的CrO42-的濃度為0.5mol/L,則溶液中的c(CrO42-)=1.0mol/L-0.25mol/L×2=0.5mol/L,H+濃度為1×10-7mol/L,此時該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為 K=K=$\frac{c(C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-})}{{c}^{2}({H}^{+}){c}^{2}(Cr{{O}_{4}}^{2-})}$=$\frac{0.25}{0.{5}^{2}×(1{0}^{-7})^{2}}$=1.0×1014
故答案為:增大;1.0×1014;
③升高溫度,溶液中CrO42-的平衡轉(zhuǎn)化率減小,平衡逆向移動,說明正方向放熱,則該反應(yīng)的△H<0,
故答案為:小于;
(3)用NaHSO3將廢液中的Cr2O72-還原成Cr3+,Cr元素的化合價降低,則S元素的化合價升高,生成硫酸根離子,由電荷、電子守恒及原子守恒可知離子反應(yīng)為5H++Cr2O72-+3HSO3-=2Cr3++3SO42-+4H2O,故答案為:5H++Cr2O72-+3HSO3-=2Cr3++3SO42-+4H2O.

點評 本題考查化學反應(yīng)原理的分析與探究、化學平衡常數(shù)、溶度積常數(shù)的計算的知識,注意平衡常數(shù)的理解應(yīng)用,題目難度中等.

練習冊系列答案
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20.向濃度相等、體積均為100mL 的 A、B 兩份NaOH 溶液中,分別通入一定量的 CO2后,再向所得溶液中滴加0.1mol/L 鹽酸,產(chǎn)生 CO2的體積(標準狀況)與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示.
①A 曲線表明,原溶液通入CO2后,所得溶質(zhì)與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2的最大體積是112mL(標準狀況).
②B 曲線表明,原溶液通入CO2后,所得溶液中溶質(zhì)的化學式為NaOH、Na2CO3

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1.25℃時,有pH=2的HX溶液和HY溶液各1mL,分別加水稀釋,溶液pH隨溶液體積變化的曲線如圖所示.下列說法正確的是( 。
A.a、c兩點對應(yīng)HX的電離平衡常數(shù):K(c)>K(a)
B.a、b兩點對應(yīng)的溶液中:c(X-)>c(Y-
C.等物質(zhì)的量濃度的NaX和NaY的混合溶液中:c(HY)>c(HX)
D.分別向10 mL 0.1 mol/L HX溶液和10 mL 0.1 mol/L HY溶液中滴加同濃度的氫氧化鈉溶液至pH=7,消耗氫氧化鈉溶液較少的是HX

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18.下列各組離子或分子能大量共存,當加入相應(yīng)試劑后會發(fā)生化學變化,且發(fā)生反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是
( 。
選項微粒組所加試劑離子方程式
ANa+、Fe3+、Cl-、I-NaOH溶液3OH-+Fe3+═Fe(OH)3
BMg2+、HCO3-、Cl-過量NaOH溶液Mg2++HCO3-+3OH-═CO32-+H2O+Mg(OH)2-
CK+、NH3•H2O、CO32-少量CO2 CO2+2OH-═H2O+CO32-
DNa+、NO3-、SO32-NaHSO4溶液2H++SO32-═SO2↑+H2O
A.AB.BC.CD.D

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5.化合物A的結(jié)構(gòu)簡式為:,它是汽油燃燒品質(zhì)抗震性能的參照物,用系統(tǒng)命名法對它命名2,2,4-三甲基戊烷,其中A的同分異構(gòu)體中含等效氫原子種類最少的一種結(jié)構(gòu)簡式為:;若A是由烯烴和H2通過加成反應(yīng)得到,則該烯烴的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=C(CH3)CH2C(CH33或(CH32C=CH(CH33

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10.下列關(guān)于熱化學反應(yīng)的描述中正確的是( 。
A.HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱△H=-57.3 kJ/mol,則H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱是△H=2×(-57.3)kJ/mol
B.1mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱
C.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
D.CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ/mol,則2CO2(g)═2CO(g)+O2(g)反應(yīng)的△H=+566.0 kJ/mol

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17.設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( 。
A.標準狀況下,22.4L鹽酸含有NA個HCl分子
B.常溫常壓下,22.4LCO2和SO2混合氣體含有2NA個O原子
C.常溫常壓下,8gCH4含有5NA個電子
D.1mol/LNaCl溶液中含有NA個Na+

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14.工業(yè)上合成氨是在一定條件下進行如下反應(yīng):N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),
(1)已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ/mol
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則N2(g)+2H2?2NH3(g)的△H=-92.4kJ/mol;
(2)?一定溫度下,將2mol N2和6mol H2通入到體積為1升的密閉容器中,達到平衡后,容器內(nèi)壓強為起始的75%,則其平衡常數(shù)為0.15(結(jié)果保留兩位小數(shù)).
?某時刻A的濃度為0.2mol/L,B的濃度為0.5mol/L,C的濃度為0.5mol/L,則此時反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行
(3)如圖所示,在甲、乙兩容器中分別充入1molN2和3molH2,甲、乙初始容積、初始溫度相等,反應(yīng)過程中溫度不變.平衡后,甲乙兩容器中H2的轉(zhuǎn)化率分別為a和b,則a、b大小關(guān)系為a<b
(4)可以用氯氣來檢驗輸送氨氣的管道是否漏氣,如果漏氣則會有白煙生成.該反應(yīng)的化學方程式為8NH3+3Cl2═N2+6NH4Cl.

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15.單質(zhì)鈦的機械強度高,抗腐蝕能力強,有“未來金屬”之稱.工業(yè)上常用硫酸分解欽鐵礦(主要成分是鈦酸亞銹FeTiO3)的方法來制取TiO2,再由TiO2制金屬鈦.主要反應(yīng)有:
①FeTiO3+3H2SO4=Ti(SO42+FeSO4+3H2O
②Ti(SO42+3H2O=H2TiO3↓+2H2SO4
③H2TiO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiO2+H2O
④TiO2+2C+2Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl4+2CO
⑤TiCl4+2Mg$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgCl2+Ti.   
下列敘述錯誤是(  )
A.反應(yīng)①屬于非氧化還原反應(yīng)
B.反應(yīng)②屬于非氧化邇原友應(yīng)
C.反應(yīng)④中TiO2是氧化劑
D.反應(yīng)⑤表現(xiàn)了金屬鎂還原性比進士鈦強

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