Question

铬化学丰富多彩，由于铬光泽度好，常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各种性能的不锈钢，CrO₃大量地用于电镀工业中．

（1）在下图装置中，观察到图1装置铜电极上产生大量的无色气泡，而图 2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体．根据上述现象试推测金属铬的两个重要化学性质，由图 1 知

 

、由图 2 知

 

．
（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被还原成绿色的硫酸铬[Cr₂（SO₄）₃]．则该反应的化学方程式为：

 

．
（3）CrO₃的热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如3图所示．
①A 点时剩余固体的成分是

 

（填化学式）．
②从开始加热到 750K 时总反应方程式为

 

．
（4）CrO₃和 K₂Cr₂O₇均易溶于水，这是工业上造成铬污染的主要原因．净化处理方法之一是将含+6价 Cr 的废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入适量的NaCl进行电解：阳极区生成的Fe²⁺和Cr₂O₇^2-发生反应，生成的Fe³⁺和Cr³⁺在阴极区与OH^-结合生成 Fe（OH）₃ 和Cr（OH）₃沉淀除去[已知 K_spFe（OH）₃=4.0×10^-38，K_spCr（OH）₃=6.0×10^-31]．
①电解过程中 NaCI 的作用是

 

．
②已知电解后的溶液中c（Fe³⁺）为2.0×10^-13 mol?L^-1，则溶液中c（Cr³⁺）为_

 

_ mol?L^-1．

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,原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：（1）图1装置铜电极上产生大量的无色气泡，说明Cr的活泼性大于Cu，能和稀硫酸反应生成 H₂；而图 2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，说明Cr和硝酸能产生钝化现象；
（2）根据化合价升降总数相等以及原子守恒来解答；
（3）①根据质量守恒定律，在变化过程中，Cr的质量没有变，求出氧原子和铬原子的个数比即可；
②先求出B的固体的成分，再利用原子守恒写出方程式；
（4）①NaCl为电解质，加入适量的NaCl可增强溶液的导电能力；
②先根据KspFe（OH）₃和c（Fe³⁺）求出c（OH^-），然后再根据c（OH^-）和KspCr（OH）₃求出c（Cr³⁺）．

解答： 解：（1）图1装置铜电极上产生大量的无色气泡，说明Cr的活泼性大于Cu，能和稀硫酸反应生成 H₂；而图 2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，说明Cr和硝酸能产生钝化现象，
故答案为：金属铬的活动性比铜强，能和稀硫酸反应生成 H₂；金属铬易被稀硝酸钝化；
（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（SO₄）₃]，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+3CH₃CH₂OH+12H⁺═4Cr³⁺+3CH₃COOH+9H₂O，
故答案为：4CrO₃+3CH₃CH₂OH+12H⁺═4Cr³⁺+3CH₃COOH+9H₂O；
（3）①设CrO₃的质量为100g，则CrO₃中铬元素的质量为：100g×

52

52+16×3

=52g，A点时固体的质量为：100g×94.67%=94.67g，Co的质量没有变，所以生成物中Co的质量为52g，氧元素的质量为42.67g，两者的个数比为

52

52

：

42.67

16

=3：8，所以A点时剩余固体的成分是Cr₃O₈，故答案为：Cr₃O₈；
②B点时固体的质量为：100g×76%=76g，Cr的质量没有变，所以生成物中Cr的质量为52g，氧元素的质量为16，两者的个数比为

52

52

：

24

16

=2：3，所以B点时剩余固体的成分是Cr₂O₃，所以加热到 750K 时成分是Cr₂O₃，则反应方程式为：4CrO₃

△   .

2Cr₂O₃+3O₂↑，
故答案为：4CrO₃

△   .

2Cr₂O₃+3O₂↑；
（4）①因NaCl为电解质，加入适量的NaCl可增强溶液的导电能力，故答案为：增强溶液的导电能力；
②溶液中c（OH^-）=

3	Ksp[Fe(OH)3] c(Fe3+)

=

3	4.0×10-38 2.0×10-13

mol/L=

3	2.0×10-25

mol/L，则溶液中c（Cr³⁺）=

Ksp[Cr(OH)3]

c3(OH-)

=

6.0×10-31

2.0×10-25

=3.0×10ˉ⁶mol/L，
故答案为：3.0×10ˉ⁶．

点评：本题考查了氧化还原反应、Ksp的有关计算，以及图象分析，题目难度中等，注意对图象的分析和数据的处理．