Question

【题目】研究+6价铬盐不同条件下微粒存在形式及氧化性，某小组同学进行如下实验：

已知：Cr2O72- (橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+ △H= +13.8 kJ/mol，+6价铬盐在一定条件下可被还原为Cr3+，Cr3+在水溶液中为绿色。

（1）试管c和b对比，推测试管c的现象是________。

（2）试管a和b对比，a中溶液橙色加深。甲认为温度也会影响平衡的移动，橙色加深不一定是c(H+)增大影响的结果；乙认为橙色加深一定是c(H+)增大对平衡的影响。你认为是否需要再设计实验证明？____（“是”或“否”），理由是_________________________________。

（3）对比试管a、b、c的实验现象，得到的结论是________________。

（4）试管c继续滴加KI溶液、过量稀H2SO4，分析上图的实验现象，得出的结论是_______；写出此过程中氧化还原反应的离子方程式________________。

（5）小组同学用电解法处理含Cr2O72-废水，探究不同因素对含Cr2O72-废水处理的影响，结果如下表所示（Cr2O72-的起始浓度，体积、电压、电解时间均相同）。

实验	ⅰ	ⅱ	ⅲ	ⅳ
是否加入Fe2(SO4)3	否	否	加入5g	否
是否加入H2SO4	否	加入1mL	加入1mL	加入1mL
电极材料	阴、阳极均为石墨	阴、阳极均为石墨	阴、阳极均为石墨	阴极为石墨，阳极为铁
Cr2O72-的去除率/%	0.922	12.7	20.8	57.3

①实验ⅱ中Cr2O72-放电的电极反应式是________________。

②实验ⅲ中Fe3+去除Cr2O72-的机理如图所示，结合此机理，解释实验iv中Cr2O72-去除率提高较多的原因_______________。

Answer 1

【答案】 溶液变黄色 否 Cr2O72-（橙色）+H2O2CrO42-（黄色）+ 2H+正向是吸热反应，若因浓H2SO4溶于水而温度升高，平衡正向移动，溶液变为黄色。而实际的实验现象是溶液橙色加深，说明橙色加深就是增大c(H+)平衡逆向移动的结果 碱性条件下，+6价铬主要以CrO42-存在；酸性条件下，主要以Cr2O72-存在 碱性条件下，CrO42-不能氧化I-；酸性条件下，Cr2O72-能氧化I-。（或Cr2O72-氧化性强于CrO42-） 6I-+ Cr2O72-+14H+==3I2+ 2Cr3++ 7H2O Cr2O72-+ 6e一+14H+==2Cr3++ 7H2O 阳极Fe失电子生成Fe2+，Fe2+与Cr2O72-在酸性条件下反应生成Fe3+，Fe3+在阴极得电子生成Fe2+，继续还原Cr2O72-，Fe2+循环利用提高了Cr2O72-的去除率

【解析】（1）针对Cr2O72- (橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+反应来说，试管c中加入碱，消耗了H+，平衡右移，溶液变黄色；正确答案：溶液变黄色。

（2）Cr2O72-（橙色）+H2O2CrO42-（黄色）+ 2H+正向是吸热反应，若因浓H2SO4溶于水而温度升高，平衡正向移动，溶液变为黄色。而实际的实验现象是溶液橙色加深，说明橙色加深就是增大c(H+)平衡逆向移动的结果；正确答案：否；Cr2O72-（橙色）+H2O2CrO42-（黄色）+ 2H+正向是吸热反应，若因浓H2SO4溶于水而温度升高，平衡正向移动，溶液变为黄色。而实际的实验现象是溶液橙色加深，说明橙色加深就是增大c(H+)平衡逆向移动的结果。

（3）对比试管a、b、c的实验现象，得到的结论在酸碱性不同的情况下，溶液中主要存在的离子不同；碱性条件下，+6价铬主要以CrO42-存在；酸性条件下，主要以Cr2O72-存在；正确答案：碱性条件下，+6价铬主要以CrO42-存在；酸性条件下，主要以Cr2O72-存在。

（4）从实验现象分析可知：碱性条件下，CrO42-不能氧化I-，所以无明显变化；酸性条件下，Cr2O72-能氧化I-，本身被还原为Cr3+，变为墨绿色溶液；此过程中氧化还原反应的离子方程式：. 6I-+ Cr2O72-+14H+==3I2+ 2Cr3++ 7H2O ；正确答案：碱性条件下，CrO42-不能氧化I-；酸性条件下，Cr2O72-能氧化I-。（或Cr2O72-氧化性强于CrO42-）；6I-+ Cr2O72-+14H+==3I2+ 2Cr3++ 7H2O。

（5）①实验ⅱ中Cr2O72-在阴极被还原为Cr3+，电极反应式Cr2O72-+ 6e一+14H+==2Cr3++ 7H2O；正确答案：Cr2O72-+ 6e一+14H+==2Cr3++ 7H2O。

②根据图示分析可知：阳极Fe失电子生成Fe2+，Fe2+与Cr2O72-在酸性条件下反应生成Fe3+，Fe3+在阴极得电子生成Fe2+，继续还原Cr2O72-，Fe2+循环利用提高了Cr2O72-的去除率；正确答案：阳极Fe失电子生成Fe2+，Fe2+与Cr2O72-在酸性条件下反应生成Fe3+，Fe3+在阴极得电子生成Fe2+，继续还原Cr2O72-，Fe2+循环利用提高了Cr2O72-的去除率。