题目内容
【题目】元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4(绿色)、Cr2O72(橙红色)、CrO42(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似,在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,可观察到的现象是_________。
(2)CrO42和Cr2O72在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为1.0 mol·L1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72)随c(H+)的变化如图所示。
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。
②由图可知,溶液酸性增大,CrO42的平衡转化率__________(填“增大“减小”或“不变”)。根据A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为__________。
③升高温度,溶液中CrO42的平衡转化率减小,则该反应的ΔH_________(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl,利用Ag+与CrO42生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl恰好完全沉淀(浓度等于1.0×105mol·L1)时,溶液中c(Ag+)为_______ mol·L1,此时溶液中c(CrO42)等于__________ mol·L1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×1012和2.0×1010)。
(4)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2O72还原成Cr3+,反应的离子方程式为______________。
【答案】(1)开始有灰蓝色固体生成,随后沉淀消失;
(2)①2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O; ② 增大;1014;③< ;
(3) 2.0×10-5 ;5×10-3;(4)5H++Cr2O72-+3HSO3-=2Cr3++3SO42-+4H2O。
【解析】
试题(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似,可知Cr(OH)3是两性氢氧化物,能溶解在强碱NaOH溶液中。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,首先发生反应产生Cr(OH)3灰蓝色固体,当碱过量时,可观察到沉淀消失。故观察到的现象是开始有灰蓝色固体生成,随后沉淀消失。
(2)①随着H+浓度的增大,CrO42-转化为Cr2O72-的离子反应式为2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O。
②溶液酸性增大,平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O正向进行,CrO42的平衡转化率增大;A点Cr2O72-的浓度为0.25mol/L,根据Cr元素守恒可知CrO42-的浓度为0.5mol/L;H+浓度为1×10-7mol/L;此时该转化反应的平衡常数为==1014;③升高温度,溶液中CrO42的平衡转化率减小,平衡逆向移动,说明正方向放热,则该反应的ΔH<0;
(3)当溶液中Cl-完全沉淀时,即c(Cl-)=,根据Ksp(AgCl)=2.0×1010,此时c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-)=2.0×1010÷(1.0×105mol·L1)=2.0×10-5 mol·L1;此时溶液中c(CrO42)=Ksp(Ag2CrO4)/c2(Ag+)=2.0×1012÷(2.0×10-5 mol·L1)=5×10-3mol·L1;
(4)利用NaHSO3的还原性将废液中的Cr2O72还原成Cr3+,发生反应的离子方程式为:5H++Cr2O72-+3HSO3-=2Cr3++3SO42-+4H2O;