Question

【題目】已知K2Cr2O7溶液中存在平衡：＋H2O2＋2H+。K2Cr2O7為橙色，K 2CrO4為黃色。為探究濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響，某興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案。

5mL0.1mol/LK2Cr2O7溶液	序號(hào)	試劑X
	ⅰ	1mL1mol·L-1 K2Cr2O7 溶液
	ⅱ	1mL1 mol·L-1 K2CrO4溶液
	ⅲ	5~15滴濃硫酸
	ⅳ	5~15滴濃鹽酸
	ⅴ	5~15滴6 mol·L-1 NaOH溶液

Ⅰ．方案討論

(1)ⅰ~ⅴ中依據(jù)減少生成物濃度可導(dǎo)致平衡移動(dòng)的原理設(shè)計(jì)的是_____(填序號(hào))。

(2)已知BaCrO4為黃色沉淀。某同學(xué)認(rèn)為試劑X還可設(shè)計(jì)為Ba(NO3)2溶液，加入該試劑后，溶液顏色將_____。(填“變深”、“變淺”或“不變”)。

Ⅱ．實(shí)驗(yàn)分析

序號(hào)	試劑X	預(yù)期現(xiàn)象	實(shí)際現(xiàn)象
ⅰ	1 mL1 mol·L-1 K2Cr2O7 溶液	溶液變黃	溶液橙色加深
ⅱ	1mL1 mol·L-1 K2CrO4溶液	溶液橙色加深	溶液顏色變淺
ⅲ	5~15滴濃硫酸	溶液橙色加深	溶液橙色加深
ⅳ	5~15滴濃鹽酸	溶液橙色加深	無(wú)明顯現(xiàn)象
ⅴ	5~15滴6mol·L-1NaOH溶液	溶液變黃	溶液變黃

(1)實(shí)驗(yàn)ⅰ沒(méi)有觀察到預(yù)期現(xiàn)象的原因是_____，實(shí)驗(yàn)ⅱ的原因與其相似。

(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)ⅲ和ⅴ得出的結(jié)論為_____。

(3)實(shí)驗(yàn)ⅳ無(wú)明顯現(xiàn)象，可能的原因是____________。

(4)某同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)：K2Cr2O7溶液與濃鹽酸可發(fā)生氧化還原反應(yīng)。但實(shí)驗(yàn)ⅳ中沒(méi)有觀察到明顯現(xiàn)象，小組同學(xué)設(shè)計(jì)了下實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該反應(yīng)的發(fā)生。

方案：取5 mL濃鹽酸，向其中加入15滴0.1mol·L-1 K2Cr2O7溶液，一段時(shí)間后，溶液變?yōu)榫G色(CrCl3水溶液呈綠色)，有黃綠色氣體生成。寫(xiě)出該變化的化學(xué)方程式______。

Answer 1

【答案】ⅴ 變淺 根據(jù)平衡移動(dòng)原理，實(shí)驗(yàn)ⅰ中，增大反應(yīng)物K2Cr2O7濃度，平衡正向移動(dòng)，使反應(yīng)物濃度有所減少，但仍高于變化前，所以溶液橙色加深 增大(減少)生成物濃度，平衡逆向(正向)移動(dòng) 濃鹽酸中氫離子濃度遠(yuǎn)小于濃硫酸中氫離子濃度 14HCl + K2CrO7 ==3Cl2↑+ 2CrCl3 + 2KCl+7H2O

【解析】

K2Cr2O7溶液中存在平衡：＋H2O2＋2H+，增大反應(yīng)物濃度，平衡正向移動(dòng)，增大生成物濃度，平衡逆向移動(dòng)，但平衡移動(dòng)后溶液的顏色如何變化，不是取決于平衡移動(dòng)的方向，而是取決于平衡移動(dòng)前后，有色離子濃度的變化。另外，如果加入的物質(zhì)對(duì)平衡的影響是多方面的，則應(yīng)綜合考慮各種因素對(duì)平衡或離子濃度產(chǎn)生的影響。如K2CrO7 溶液中加入濃鹽酸，一方面，濃鹽酸中的H+對(duì)平衡體系(＋H2O2＋2H+)會(huì)產(chǎn)生影響，另一方面，K2CrO7 會(huì)被Cl-還原，對(duì)c()也會(huì)產(chǎn)生影響。

Ⅰ．(1)ⅰ~ⅴ中，ⅰ為增大反應(yīng)物濃度，ⅱ~ⅳ為增大生成物濃度，只有ⅴ符合題意，所以依據(jù)減少生成物濃度可導(dǎo)致平衡移動(dòng)的原理設(shè)計(jì)的是ⅴ。答案為：ⅴ；

(2)加入該Ba(NO3)2溶液后，溶液中的與Ba2+反應(yīng)生成BaCrO4黃色沉淀，減少溶液中的c()，從而減少溶液中的c()，溶液顏色將變淺。答案為：變淺；

Ⅱ．(1)實(shí)驗(yàn)ⅰ，雖然平衡右移，但由于增大了c()，最終溶液中的c()未減反增，從而得出沒(méi)有觀察到預(yù)期現(xiàn)象的原因是根據(jù)平衡移動(dòng)原理，實(shí)驗(yàn)ⅰ中，增大反應(yīng)物K2Cr2O7濃度，平衡正向移動(dòng)，使反應(yīng)物濃度有所減少，但仍高于變化前，所以溶液橙色加深。答案為：根據(jù)平衡移動(dòng)原理，實(shí)驗(yàn)ⅰ中，增大反應(yīng)物K2Cr2O7濃度，平衡正向移動(dòng)，使反應(yīng)物濃度有所減少，但仍高于變化前，所以溶液橙色加深；

(2)實(shí)驗(yàn)ⅲ，增大生成物中H+濃度，平衡逆向移動(dòng)；實(shí)驗(yàn)ⅴ，加入的OH-與H+反應(yīng)生成H2O，減少生成物中H+濃度，平衡正向移動(dòng)。所以，通過(guò)實(shí)驗(yàn)ⅲ和ⅴ得出的結(jié)論為增大(減少)生成物濃度，平衡逆向(正向)移動(dòng)。答案為：增大(減少)生成物濃度，平衡逆向(正向)移動(dòng)；

(3)實(shí)驗(yàn)ⅳ無(wú)明顯現(xiàn)象，表明濃鹽酸的加入，對(duì)平衡體系中c()的影響不大，可能的原因是濃鹽酸中氫離子濃度遠(yuǎn)小于濃硫酸中氫離子濃度。答案為：濃鹽酸中氫離子濃度遠(yuǎn)小于濃硫酸中氫離子濃度；

(4)取5 mL濃鹽酸，向其中加入15滴0.1mol·L-1 K2Cr2O7溶液，一段時(shí)間后，溶液變?yōu)榫G色，則生成CrCl3，同時(shí)有黃綠色氣體生成，表明生成了Cl2。該變化的化學(xué)方程式為14HCl + K2CrO7 ==3Cl2↑+ 2CrCl3 + 2KCl+7H2O。答案為：14HCl + K2CrO7 ==3Cl2↑+ 2CrCl3 + 2KCl+7H2O。