题目内容
铬是人体必需元素，如含量不足会影响糖类和脂类的代谢，过高则会引起急性中毒．有关含铬化合物的相互转化关系如下回答下列问题：
（1）上述反应中需用氧化剂的是______（填编号）．
（2）工业上处理含Cr2O72-的废水时，一般将剧毒的Cr2O72-转化为Cr3+，以碳为阴极，铁作阳极，电解处理含NaCl、Cr2O72-的酸性废水．写出电极反应和溶液中进行的反应的离子方程式：阳 极______阴 极______
溶液中______
（3）反应⑤是可逆反应，在Na2CrO4溶液中加入稀硫酸，溶液由黄色逐渐变成橙色，写出该反应的离子方程式______．
（4）已知Ag2CrO4和AgCl的Ksp分别为9.0×10-12、1.56×10-10，向含有相同浓度的Na2CrO4和NaCl的混合溶液中逐滴加入硝酸银溶液，首先生成的沉淀是______．
（5）要将Fe3+溶液中的杂质离子Cr3+除去，可加入过量NaOH溶液，过滤后再用酸溶解．写出有关的离子方程式______．
【答案】分析：（1）根据化合价的变化判断反应是否需要氧化剂；
（2）铁作阳极，电极本身被氧化，反应式为Fe-2e-═Fe2+，溶液呈酸性，H+离子在阴极放电生成氢气，反应式为2H++2e═H2↑，生成的Fe2+离子与Cr2O72-离子发生氧化还原反应；
（3）在Na2CrO4溶液中加入稀硫酸，溶液由黄色逐渐变成橙色，说明黄色的CrO42-离子与离子反应产生橙色的Cr2O72-离子；
（4）根据溶度积常数判断开始沉淀时需要银离子的浓度，以此判断首先生成沉淀的物质；
（5）要将Fe3+溶液中的杂质离子Cr3+除去，可加入过量NaOH溶液，发生的反应分别有Cr3++4OH-═CrO2-+2H2O；Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓，
过滤后再用酸溶解，反应为Fe（OH）3+3H+═Fe3++3H2O．
解答：解：（1）反应Cr3+→CrO42-，CrO2-→CrO42-中，Cr元素的化合价都升高，被氧化，需加入氧化剂，故答案为：④、⑧；
（2）铁作阳极，电极本身被氧化，反应式为Fe-2e-═Fe2+，溶液呈酸性，H+离子在阴极放电生成氢气，反应式为2H++2e═H2↑，Fe2+离子与Cr2O72-离子发生氧化还原反应生成Fe3+离子
和Cr3+离子，反应离子方程式为6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O，
故答案为：阳极：Fe-2e-═Fe2+； 阴极：2H++2e═H2↑；溶液中：6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O；
（3）在Na2CrO4溶液中加入稀硫酸，溶液由黄色逐渐变成橙色，说明黄色的CrO42-离子与离子反应产生橙色的Cr2O72-离子，
该反应为可逆反应，反应式为2CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O，故答案为：2CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O；
（4）根据溶度积常数判断，开始生成Ag2CrO4沉淀时，c（Ag+）=
，开始生成AgCl沉淀时，c（Ag+）=
，向含有相同浓度的Na2CrO4和NaCl的混合溶液中逐滴加入硝酸银溶液，开始生成沉淀时，后者需要的银离子浓度较小，首先生成沉淀；故答案为：AgCl；
（5）要将Fe3+溶液中的杂质离子Cr3+除去，可加入过量NaOH溶液，发生的反应分别有Cr3++4OH-═CrO2-+2H2O；Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓，过滤后再用酸溶解，
反应为Fe（OH）3+3H+═Fe3++3H2O，故答案为：Cr3++4OH-═CrO2-+2H2O；Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓、Fe（OH）3+3H+═Fe3++3H2O．
点评：本题考查较为综合，涉及氧化还原反应的判断、电解、可逆反应、难溶电解质的转化以及除杂等问题，题目难度中等，本题电解电极方程式的书写以及除杂原理的探究等问题．
（2）铁作阳极，电极本身被氧化，反应式为Fe-2e-═Fe2+，溶液呈酸性，H+离子在阴极放电生成氢气，反应式为2H++2e═H2↑，生成的Fe2+离子与Cr2O72-离子发生氧化还原反应；
（3）在Na2CrO4溶液中加入稀硫酸，溶液由黄色逐渐变成橙色，说明黄色的CrO42-离子与离子反应产生橙色的Cr2O72-离子；
（4）根据溶度积常数判断开始沉淀时需要银离子的浓度，以此判断首先生成沉淀的物质；
（5）要将Fe3+溶液中的杂质离子Cr3+除去，可加入过量NaOH溶液，发生的反应分别有Cr3++4OH-═CrO2-+2H2O；Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓，
过滤后再用酸溶解，反应为Fe（OH）3+3H+═Fe3++3H2O．
解答：解：（1）反应Cr3+→CrO42-，CrO2-→CrO42-中，Cr元素的化合价都升高，被氧化，需加入氧化剂，故答案为：④、⑧；
（2）铁作阳极，电极本身被氧化，反应式为Fe-2e-═Fe2+，溶液呈酸性，H+离子在阴极放电生成氢气，反应式为2H++2e═H2↑，Fe2+离子与Cr2O72-离子发生氧化还原反应生成Fe3+离子
和Cr3+离子，反应离子方程式为6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O，
故答案为：阳极：Fe-2e-═Fe2+； 阴极：2H++2e═H2↑；溶液中：6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O；
（3）在Na2CrO4溶液中加入稀硫酸，溶液由黄色逐渐变成橙色，说明黄色的CrO42-离子与离子反应产生橙色的Cr2O72-离子，
该反应为可逆反应，反应式为2CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O，故答案为：2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O；（4）根据溶度积常数判断，开始生成Ag2CrO4沉淀时，c（Ag+）=
，开始生成AgCl沉淀时，c（Ag+）=，向含有相同浓度的Na2CrO4和NaCl的混合溶液中逐滴加入硝酸银溶液，开始生成沉淀时，后者需要的银离子浓度较小，首先生成沉淀；故答案为：AgCl；（5）要将Fe3+溶液中的杂质离子Cr3+除去，可加入过量NaOH溶液，发生的反应分别有Cr3++4OH-═CrO2-+2H2O；Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓，过滤后再用酸溶解，
反应为Fe（OH）3+3H+═Fe3++3H2O，故答案为：Cr3++4OH-═CrO2-+2H2O；Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓、Fe（OH）3+3H+═Fe3++3H2O．
点评：本题考查较为综合，涉及氧化还原反应的判断、电解、可逆反应、难溶电解质的转化以及除杂等问题，题目难度中等，本题电解电极方程式的书写以及除杂原理的探究等问题．
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