题目内容

【题目】铬是用途广泛的金属元素,但在生产过程中易产生有害的含铬工业废水.
(1)还原沉淀法是处理含Cr2O72和CrO42工业废水的一种常用方法,其工艺流程为:CrO42 Cr2O72 Cr3+ Cr(OH)3
其中第Ⅰ步存在平衡:
2CrO42(黄色)+2H+Cr2O72(橙色)+H2O
①若平衡体系的pH=0,该溶液显色.
②根据2CrO42+2H+Cr2O72+H2O,设计如右图装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7 . Na2Cr2O7中铬元素的化合价为 , 图中右侧电极连接电源的极,其电极反应式为
③第Ⅱ步反应的离子方程式:
(2)CrO3具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,猛烈反应以至着火.若该过程中乙醇被氧化成乙酸,CrO3被还原成绿色的Cr2(SO43 . 完成该反应的化学方程式:
□CrO3+□C2H5OH+□H2SO4═□Cr2(SO43+□CH3COOH+□

【答案】
(1)橙;+6;正;4OH﹣4e=O2↑+2H2O;6Fe2++Cr2O72+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
(2)9H2O
【解析】解:(1)①若平衡体系的pH=0,溶液酸性较强,平衡2CrO42(黄色)+2H+═Cr2O72 (橙色)+H2O正向移动,溶液呈橙色,所以答案是:橙;
②由化合价代数和为0可知Na2Cr2O7中铬元素的化合价为+6价,根据2CrO42+2H+Cr2O72+H2O设计图示装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7 , 需要通过电解生成H+提高溶液的酸性,说明在该电极是阳极,连接电源的正极,电极反应式为4OH﹣4e=O2↑+2H2O,
所以答案是:+6;正极;4OH﹣4e=O2↑+2H2O;
③亚铁离子与Cr2O72发生氧化还原反应,反应的离子方程式为6Fe2++Cr2O72+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,
所以答案是:6Fe2++Cr2O72+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O;(2)CrO3具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,乙醇被氧化成乙酸,碳的平均化合价从﹣2价升高到0,1个乙醇化合价变化4,CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO43],铬的化合价从+6价降低到+3价,1个CrO3化合价变化3,两者的最小公倍数是12,再根据原子守恒得4CrO3+3C2H5OH+6H2SO4=2Cr2(SO43+3CH3COOH+9H2O,
所以答案是:4;3;6;2;3;9H2O.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用化学平衡状态本质及特征的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握化学平衡状态的特征:“等”即 V正=V逆>0;“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行;“定”即反应混合物中各组分百分含量不变;“变”即条件改变,平衡被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡;与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态(等效).

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