Question

【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（SO4）3 ． 完成该反应的化学方程式：
□CrO3+□C2H5OH+□H2SO4═□Cr2（SO4）3+□CH3COOH+□

Answer 1

【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（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+3C2H5OH+6H2SO4=2Cr2（SO4）3+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）．