题目内容
【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)+H2O
2CrO42－(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）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________。
（4）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对比实验ⅰ和实验ⅱ可知，_________（“升高”或“降低”）pH可以提高Cr2O72－的去除率。
②实验ⅱ中Cr2O72－放电的电极反应式为___________________________________。
③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是_______________ 。
【答案】溶液变黄色 否 Cr2O72－(橙色)+H2O
2CrO42－(黄色)+2H+，正向为吸热反应，若因浓硫酸溶于水而温度升高，平衡正向移动，溶液应变为黄色，而溶液颜色加深，说明是c(H+)增大影响平衡的结果 碱性条件下， CrO42－不能氧化I—，酸性条件下， Cr2O72－可以氧化I— 降低 Cr2O72－+6e—+ 14H+=2 Cr3++7 H2O 阳极Fe失电子生成Fe2+，Fe2+与Cr2O72－的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+的循环利用提高了Cr2O72－的去除率
【解析】
（1）依据Cr2O72－(橙色)+H2O2CrO42－(黄色)+2H+，试管c中加入NaOH溶液，消耗H＋，促使平衡向正反应方向进行，溶液颜色由橙色变为黄色；
（2）Cr2O72－(橙色)+H2O2CrO42－(黄色)+2H+ △H= +13.8 kJ/mol，该反应为吸热反应，试管a中加入浓硫酸，浓硫酸与水放出热量，温度升高，平衡应正向移动，溶液显黄色，但实际的实验现象是溶液橙色加深，说明c(Cr2O42－)增多，平衡向逆反应方向进行，因此该实验现象应是c(H＋)对平衡逆向移动的结果，即不需要再设计实验证明；
（3）根据实验现象，碱性条件下，CrO42－不能氧化I－，因此无明显现象，酸性条件下，Cr2O72－能氧化I－本身还原为Cr3＋，溶液变为墨绿色，发生的离子反应方程式为6I－＋Cr2O72－＋14H＋=3I2＋2Cr3＋＋7H2O，因此得出结论为碱性条件下， CrO42－不能氧化I－，酸性条件下， Cr2O72－可以氧化I－ ；
（4）①实验i和实验ii不同的是实验ii加入1mLH2SO4，pH降低，去除率增高，即降低pH可以提高Cr2O72－的去除率；
②实验ii中Cr2O72－应在阴极上放电，得电子被还原成Cr3＋，电解质环境为酸性，因此Cr2O72－放电的反应式为Cr2O72－＋14H＋＋6e－=2Cr3＋＋7H2O；
③根据图示，实验iv中阳极铁，阳极铁失去电子生成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。
