Question

18．元素鉻（Cr）在溶液中主要以Cr³⁺（藍(lán)紫色）、Cr（OH）₄^-（綠色）、Cr₂O₇^2-（橙紅色）、CrO₄^2-（黃色）等形式存在，Cr（OH）₃為難溶于水的灰藍(lán)色固體，回答：
（1）Cr³⁺與Al³⁺的化學(xué)性質(zhì)相似，往Cr₂（SO₄）₃溶液中滴入NaOH溶液直至過量，可觀察到的現(xiàn)象是溶液藍(lán)紫色變淺，同時產(chǎn)生灰藍(lán)色沉淀，然后沉淀逐漸溶解形成綠色溶液．
（2）CrO₄^2-和Cr₂O₇^2-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（Cr₂O₇^2-）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)2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O．
②由圖可知，溶液酸性增強(qiáng)，CrO₄^2-的平衡轉(zhuǎn)化率增大（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1.0×10¹⁴．
（3）用K₂CrO₄為指示劑，以AgNO₃標(biāo)準(zhǔn)液滴定溶液中的Cl^-，Ag⁺與CrO₄^2-生成磚紅色沉淀時到達(dá)滴定終點(diǎn)．當(dāng)溶液中Cl^-恰好完全沉淀（濃度等于1.0×10^-5mol•L^-1）時，溶液中c （Ag⁺）為2.0×10^-5mol•L^-1，此時溶液中c（CrO₄^2-）等于5.0×10^-3mol•L^-1．（K_sp（Ag₂CrO₄）=2.0×10^-12、K_sp（AgCl）=2.0×10^-10）．
（4）+6價(jià)鉻的化合物毒性較大，常用NaHSO₃將廢液中的Cr₂O₇^2-還原成Cr³⁺，反應(yīng)的離子方程式為Cr₂O₇^2-+3HSO₃^-+5H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)Cr³⁺與Al³⁺的化學(xué)性質(zhì)相似，可知Cr（OH）₃為兩性氫氧化物，能溶解在氫氧化鈉溶液中，往Cr₂（SO₄）₃溶液中滴入NaOH溶液直至過量，先生成沉淀，沉淀再溶解；
（2）①CrO₄^2-和Cr₂O₇^2-在溶液中轉(zhuǎn)化的離子方程式為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；
②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(diǎn)c（Cr₂O₇^2-）=0.25mol/L，c（H⁺）=10^-7mol/L，c（CrO₄^2-）=0.5mol/L，依據(jù)平衡常數(shù)概念計(jì)算；
（3）當(dāng)溶液中Cl^-完全沉淀時，即c（Cl^-）=1.0×10^-5mol/L，依據(jù)Ksp（AgCl）=2.0×10^-10，計(jì)算得到c（Ag⁺）；再依據(jù)計(jì)算得到的銀離子濃度和溶度積常數(shù)計(jì)算此時溶液中c（CrO₄^2-）；
（4）NaHSO₃的還原性將廢液中的Cr₂O₇^2-還原成Cr³⁺，HSO₃^-被氧化為SO₄^2-．

解答 解：（1）Cr³⁺與Al³⁺的化學(xué)性質(zhì)相似，可知Cr（OH）₃為兩性氫氧化物，能溶解在氫氧化鈉溶液中，往Cr₂（SO₄）₃溶液中滴入NaOH溶液直至過量，先生成Cr（OH）₃灰藍(lán)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：溶液藍(lán)紫色變淺，同時產(chǎn)生灰藍(lán)色沉淀，然后沉淀逐漸溶解形成綠色溶液；
（2）①CrO₄^2-和Cr₂O₇^2-在溶液中轉(zhuǎn)化的離子方程式為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；
故答案為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；
 ②溶液酸性增大，平衡2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O正向進(jìn)行，CrO₄^2-的平衡轉(zhuǎn)化率增大；A點(diǎn)Cr₂O₇^2-的濃度為0.25mol/L，則消耗的CrO₄^2-的濃度為0.5mol/L，則溶液中的c（CrO₄^2-）=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=$\frac{c（C{r}_{2}{O}_{7}{\;}^{2-}）}{{c}^{2}（Cr{{O}_{4}}^{2-}）•{c}^{2}（{H}^{+}）}$=$\frac{0.25}{（1{0}^{-7}）^{2}×0．{5}^{2}}$=1.0×10¹⁴；
故答案為：增大；1.0×10¹⁴；
（3）當(dāng)溶液中Cl^-完全沉淀時，即c（Cl^-）=1.0×10^-5mol/L，依據(jù)Ksp（AgCl）=2.0×10^-10，計(jì)算得到c（Ag⁺）=$\frac{Ksp（AgCl）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{2.0×1{0}^{-10}}{1.0×1{0}^{-5}}$=2.0×10^-5；此時溶液中c（CrO₄^2-）=$\frac{Ksp（A{g}_{2}Cr{O}_{4}）}{{c}^{2}（A{g}^{+}）}$=$\frac{2.0×1{0}^{-12}}{（2.0×1{0}^{-5}）^{2}}$=5.0×10^-3；
故答案為：2.0×10^-5；   5.0×10^-3；
（4）NaHSO₃的還原性將廢液中的Cr₂O₇^2-還原成Cr³⁺，HSO₃^-被氧化為SO₄^2-，反應(yīng)的離子方程式為：
Cr₂O₇^2-+3HSO₃^-+5H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O；
故答案為：Cr₂O₇^2-+3HSO₃^-+5H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)反應(yīng)原理的分析與探究、化學(xué)平衡常數(shù)、溶度積常數(shù)的計(jì)算的知識，注意平衡常數(shù)的理解應(yīng)用和兩性物質(zhì)的性質(zhì)，題目難度中等．