Question

18．工业废水中常含有一定量的 CrO₇^2-和 CrO₄^2-，它们会对生态系统产生很大的伤害，工业上对废水处理的工艺流程如下：CrO₄^2-→_①转化^H+Cr₂O₇^2-→_②还原^Fe₂+Cr³⁺→_③沉淀^OH-Cr（OH）₃↓
（1）CrO₄^2-中 Cr 的化合价+6；Cr³⁺的核外电子排布式为[Ar]3d³．
（2）写出第①步发生的离子反应方程式2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O；若常温下，减 小平衡体系的 pH 至 pH=2，则溶液趋向于显橙色（．
（3）第②步中，还原 0.01mol Cr₂O₇^2-离子，需要0.06mol 的 FeSO₄•7H₂O．
（4）已知 Cr（OH）₃ 在溶液中存在以下平衡：H⁺+CrO₂^-+H₂O?Cr（OH）₃?Cr³⁺+3OH^-
下列有关说法中正确的是abc
a．加 HCl 则平衡均向右移动，则生成 Cr³⁺盐
b．按照物质分类 Cr（OH）₃是两性氢氧化物，属于弱电解质 
c．Cr³⁺盐中逐滴加入 NaOH 溶液，先产生沉淀，后沉淀消失
d．Cr（OH）₃ 饱和溶液中一定有 c（H⁺ ）=c（OH^- ）

Answer 1

分析 （1）O元素化合价为-2价，结合化合价代数和为0计算；Cr所含质子数为24，原子核外电子数为24，Cr³⁺的核外有21个电子；
（2）第①步发生2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O，pH=2呈酸性，平衡正向移动；
（3）还原Cr₂O₇^2-离子可生成Cr³⁺，Fe元素化合价由+2价变化为+3价；
（4）对于H⁺+CrO₂^-+H₂O?Cr（OH）₃?Cr³⁺+3OH^-，加入盐酸，氢离子浓度增大，平衡正向移动，Cr（OH）₃为两性氢氧化物，结合氢氧化铝的性质判断．

解答 解：（1）Cr₂O₇^2-中O的化合价为-2价，由离子中元素化合价的代数和等于所带电荷数可得，Cr的化合价为+6，Cr所含质子数为24，原子核外电子数为24，Cr³⁺的核外有21个电子，电子排布式为[Ar]3d³，
故答案为：+6；[Ar]3d³；
（2）第①步发生2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O，pH=2呈酸性，平衡正向移动，溶液呈橙色，
故答案为：2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O；橙；
（3）还原Cr₂O₇^2-离子可生成Cr³⁺，还原 0.01mol Cr₂O₇^2-离子，转移0.06mol电子，Fe元素化合价由+2价变化为+3价，则需要0.06molFeSO₄•7H₂O，
故答案为：0.06；
（4）a．加 HCl，氢离子浓度增大，与氢氧根离子反应，则平衡均向右移动，则生成 Cr³⁺盐，故a正确；
b．按照物质分类 Cr（OH）₃是两性氢氧化物，由电离方程式可知不能完全电子，则属于弱电解质，故b正确；
c．Cr³⁺盐中逐滴加入 NaOH 溶液，先产生Cr（OH）₃沉淀，后生成CrO₂^-，沉淀消失，故c正确；
d．Cr（OH）₃ 饱和溶液存在Cr（OH）₃?Cr³⁺+3OH^-，为弱碱，溶液呈碱性，故d错误．
故答案为：abc．

点评 本题综合考查物质的制备，为高频考点，题目涉及化学平衡原理、氧化还原反应、离子方程式的书写、沉淀溶解平衡和Ksp的有关计算等内容，侧重于反应原理的应用的考查，分析时要根据题给信息，结合相关原理进行解答，题目难度中等．