Question

【题目】已知K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72-＋H2O 2CrO42-＋2H+。K2Cr2O7为橙色，K 2CrO4为黄色。为探究浓度对化学平衡的影响，某兴趣小组设计了如下实验方案。

	序号	试剂X
	ⅰ	1 mL1mol·L-1 K2Cr2O7 溶液
	ⅱ	1mL1 mol·L-1 K2CrO4溶液
	ⅲ	5~15滴浓硫酸
	ⅳ	5~15滴浓盐酸
	ⅴ	5~15滴6 mol·L-1 NaOH溶液

Ⅰ．方案讨论

（1）ⅰ~ⅴ中依据减少生成物浓度可导致平衡移动的原理设计的是______（填序号）。

（2）已知BaCrO4为黄色沉淀。某同学认为试剂X还可设计为Ba(NO3)2溶液，加入该试剂后，溶液颜色将_____。（填“变深”、“变浅”或“不变”）。

Ⅱ．实验分析

序号	试剂X	预期现象	实际现象
ⅰ	1 mL1 mol·L-1 K2Cr2O7 溶液	溶液变黄	溶液橙色加深
ⅱ	1mL1 mol·L-1 K2CrO4溶液	溶液橙色加深	溶液颜色变浅
ⅲ	5~15滴浓硫酸	溶液橙色加深	溶液橙色加深
ⅳ	5~15滴浓盐酸	溶液橙色加深	无明显现象
ⅴ	5~15滴6mol·L-1NaOH溶液	溶液变黄	溶液变黄

（1）实验ⅰ没有观察到预期现象的原因是____________，实验ⅱ的原因与其相似。

（2）通过实验ⅲ和ⅴ得出的结论为___________ 。

（3）实验ⅳ无明显现象，可能的原因是____________。

（4）某同学查阅资料发现：K2Cr2O7溶液与浓盐酸可发生氧化还原反应。但实验ⅳ中没有观察到明显现象，小组同学设计了两个实验，验证了该反应的发生。

① 方案一：取5 mL浓盐酸，向其中加入15滴0.1mol·L-1 K2Cr2O7溶液，一段时间后，溶液变为绿色（CrCl3水溶液呈绿色），有黄绿色气体生成。写出该变化的化学方程式__________。

② 请你设计方案二：_______________。

Answer 1

【答案】ⅴ 变浅 根据平衡移动原理，实验ⅰ中，增大反应物K2Cr2O7浓度，平衡正向移动，使反应物浓度有所减少，但仍高于变化前，所以溶液橙色加深 增大（减少）生成物浓度，平衡逆向（正向）移动。（或：如果改变物质浓度，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动）（合理给分） 浓盐酸中氢离子浓度远小于浓硫酸中氢离子浓度 14HCl + K2CrO7=3Cl2 ↑+ 2CrCl3 + 2KCl+7H2O 向5 mL 0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中通入足量的HCl气体或以0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液和浓盐酸为正负极反应物，组成双液原电池

【解析】

根据平衡移动原理及影响化学平衡移动因素判断；根据原电池工作原理解答；

Ⅰ．根据反应： Cr2O72-＋H2O 2CrO42-＋2H+可知：

（1）ⅰ加入1 mL1mol·L-1 K2Cr2O7溶液，增加的是反应物Cr2O72-浓度，平衡正向移动；

ⅱ加入1mL1 mol·L-1 K2CrO4溶液，增加的是生成物CrO42-的浓度，平衡逆向移动；

ⅲ加入5~15滴浓硫酸，增加的是生成物H+的浓度，平衡逆向移动；

ⅳ加入5~15滴浓盐酸，增加的是生成物H+的浓度，平衡逆向移动；

ⅴ加入5~15滴6 mol·L-1 NaOH溶液，消耗了生成物H+的浓度，平衡正向移动；

故合理选项为V；

（2）由K2Cr2O7为橙色，K 2CrO4为黄色，BaCrO4为黄色沉淀。向Cr2O72-＋H2O 2CrO42-＋2H+平衡体系中加入 Ba(NO3)2溶液，平衡正向移动，溶液颜色将变浅；

Ⅱ（1）由Cr2O72-＋H2O 2CrO42-＋2H+平衡可知，加入1 mL 1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液后，增加的是反应物Cr2O72-浓度，平衡正向移动，但移动的程度很小，使得溶液中Cr2O72-浓度增加比移动消耗的Cr2O72-得浓度多，所以溶液橙色加深；答案：根据平衡移动原理，实验ⅰ中，增大反应物K2Cr2O7浓度，平衡正向移动，使反应物浓度有所减少，但仍高于变化前，所以溶液橙色加深；

（2）实验ⅲ是加入5~15滴浓硫酸，增加的是生成物H+的浓度，平衡逆向移动；实验ⅴ是加入5~15滴6mol·L-1NaOH溶液，消耗了生成物H+的浓度，平衡正向移动；由此得出增大（减少）生成物浓度，平衡逆向（正向）移动；或：如果改变物质浓度，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动；

（3）实验ⅳ加入5~15滴浓盐酸，无明显现象，说明平衡没有移动，可能是浓盐酸中氢离子浓度远小于浓硫酸中氢离子浓度；

（4）①取5 mL浓盐酸，向其中加入15滴0.1mol·L-1 K2Cr2O7溶液，一段时间后，溶液变为绿色（CrCl3水溶液呈绿色），有黄绿色气体生成，该变化的化学方程式14HCl + K2CrO7=3Cl2 ↑+2CrCl3 +2KCl +7H2O；

②根据K2Cr2O7溶液与浓盐酸可发生氧化还原反应，可以用原电池反应原理检验。即向5 mL0.1 mol·L-1K2Cr2O7溶液中通入足量的HCl气体或以0.1 mol·L-1K2Cr2O7溶液和浓盐酸为正负极反应物，组成双液原电池，在负极有黄绿色气体产生，在正极溶液颜色变为绿色。