Question

重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）是一种重要的无机试剂．
（1）①K₂Cr₂O₇在加热条件下可以氧化浓盐酸产生氯气，其还原产物为Cr³⁺．该反应的离子方程式为

 

．
②常温下，Fe²⁺可将Cr₂O₇^2-还原为Cr³⁺．利用此反应原理可处理废水中有毒的Cr₂O₇^2-．某废水中Cr₂O₇^2-的浓度为0.005mol/L．若处理10L该废水至少需要绿矾（FeSO₄?7H₂O）

 

g．
（2）K₂Cr₂O₇溶液中存在如下平衡：Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O?2CrO₄^-（黄色）+2H⁺
①若平衡体系的pH=2，则溶液显

 

色．
②高温时，向饱和Na₂Cr₂O₇溶液中先加入少量的硫酸，再加入一定量KCl固体，降温，就会析出K₂Cr₂O₇晶体和NaCl晶体的混合物．加入少量硫酸的原因为

 

；不同温度下，相关物质的溶解度数据如表所示，请分析加入KCl固体后，降温会析出K₂Cr₂O₇晶体的原因为

 

．

③向K₂Cr₂O₇溶液中加入Ba（NO₃）₂和Pb（NO₃）₂，可析出BaCrO₄和PbCrO₄两种沉淀，此时溶液中=

 

．[已知：K_sp（BaCrO₄）=1.2×10^-10，K_sp（PbCrO₄）=2.8×10^-13]．

Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,氧化还原反应的计算,盐类水解的原理

专题：

分析：（1）①根据反应中元素化合价的升降相等配平离子方程式；
②求出Cr₂O₇^2-的物质的量，根据Cr₂O₇^2-～6Fe²⁺～6FeSO₄?7H₂O，求出FeSO₄?7H₂O的物质的量，最后求质量即可；
（2）①根据平衡的移动，判断生成Cr₂O₇^2-（橙色）还是2CrO₄^-（黄色），根据它们的颜色判断；
②加入少量的硫酸，平衡左移，有利于生成Cr₂O₇^2-，提高K₂Cr₂O₇产率；
当溶液中溶解的物质多于溶解度时，有沉淀析出；
③析出BaCrO₄和PbCrO₄两种沉淀，溶液中存在BaCrO₄ +Pb²⁺=PbCrO₄+Ba²⁺，结合溶度积常数计算．

解答： 解：（1）①K₂Cr₂O₇在加热条件下可以氧化浓盐酸产生氯气，其还原产物为Cr³⁺．K₂Cr₂O₇中的Cr化合价由+6价变为Cr³⁺中的+3价，化合价变化3，Cl的化合价由-1价变为0价，化合价变化1，由于K₂Cr₂O₇中Cr的数目为2，氯气中有2个氯原子，故K₂Cr₂O₇的计量数为1，Cl^-的计量数为6，反应的离子方程式为Cr₂O₇^2-+14H⁺+6Cl^-

△   .

2Cr³⁺+3Cl₂↑+7H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+14H⁺+6Cl^-

△   .

2Cr³⁺+3Cl₂↑+7H₂O；
 ②10L该废水样液中含有Cr₂O₇^2-的物质的量=0.005mol/L×10L=0.050mol，根据Cr₂O₇^2-～6Fe²⁺～6FeSO₄?7H₂O可知FeSO₄?7H₂O的物质的量=6×0.050mol=0.300mol，FeSO₄?7H₂O的质量=0.300mol×278g/mol=83.4g，
故答案为：83.4；
（2）①若平衡体系的pH=2，则溶液呈酸性，平衡左移，生成的Cr₂O₇^2-（橙色），故溶液呈橙色，故答案为：橙；
②加入少量的硫酸，H₂SO₄电离产生的H⁺使Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺逆向移动，从而增大了c（Cr₂O₇^2-），提高K₂Cr₂O₇产率；
加入KCl固体后，降温降温会析出K₂Cr₂O₇晶体是因为溶液中溶解的物质大于溶解度时，有沉淀析出，K₂Cr₂O₇的溶解度随温度降低减小的幅度大，使得复分解反应Na₂Cr₂O₇+KCl=K₂Cr₂O₇↓+NaCl 得以发生，从而析出K₂Cr₂O₇晶体；
故答案为：H₂SO₄电离产生的H⁺使Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺逆向移动，从而增大了c（Cr₂O₇^2-），提高K₂Cr₂O₇产率；
K₂Cr₂O₇的溶解度随温度降低减小的幅度大，使得复分解反应Na₂Cr₂O₇+KCl=K₂Cr₂O₇↓+NaCl 得以发生，从而析出K₂Cr₂O₇晶体；
③析出BaCrO₄和PbCrO₄两种沉淀，溶液中存在BaCrO₄ +Pb²⁺=PbCrO₄+Ba²⁺，

c(Pb2+)

c(Ba2+)

=

Ksp(PbCrO4)

Ksp(BaCrO4)

=

2.8×10-13

1.2×10-10

=2.3×10^-3，故答案为：2.3×10^-3．

点评：本题考查了难溶电解质的溶解平衡、氧化还原反应的计算以及水解反应的应用等，沉淀溶解平衡的理解与计算，掌握基础是关键，题目难度中等．