Question

10．铬的化合物有广泛应用．根据国家标准，含CrO₄^2-的废水要经化学处理，使其浓度降至5.0×10^-7mol•L^-1以下才能排放．
（1）含CrO₄^2-的废水处理通常有以下两种方法．
①沉淀法：先加入可溶性钡盐生成BaCrO₄沉淀[K_sp（BaCrO₄）=1.2×10^-12]，再加入可溶性硫酸盐处理多余的Ba²⁺．卫视废水处理后CrO₄^2-浓度达到国家排放标准，则加入可溶性钡盐后的废水中应使Ba²⁺的浓度不小于2.4×10^-4 mol•L^-1．
②还原法：CrO${\;}_{4}^{2-}$$→_{转化}^{H+}$Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$$→_{还原}^{Fe_{2}+}$Cr³⁺$→_{沉淀}^{OH-}$Cr（OH）₃．
若1L废水中含铬元素的质量为28.6g，酸化时CrO₄^2-有$\frac{10}{11}$转化为Cr₂O₇^2-，CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-的离子方程式为2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；酸化后所得溶液中c（Cr₂O₇^2-）=0.25mol•L^-1．
（2）将KCl和CrCl₃两种固体混合物共熔制得化合物X．通过下列实验确定X的组成：
I．取ag化合物X，先将X中Cr元素全部氧化成Cr₂O₇^2-，再配成500.00mL溶液；
II．毎次量取25.00mL该溶液，然后用0.4000mol•L^-1的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂标准溶液滴定，实验数据记录如表；

实验数据 实验序号	（NH4）2Fe（SO4）2溶液体积读数/mL
	滴定前	滴定后
第一次	0.30	15.31
第二次	0.20	15.19

另取ag化合物X，配成溶液，加入过量的AgNO₃溶液，可得25.83gAgCl沉淀．通过计算确定化合物X的化学式（写出计算过程）．K₃Cr₂Cl₉．

Answer 1

分析 （1）①根据沉淀溶解平衡CrO₄^2-+Ba²⁺?BaCrO₄及K_sp（BaCrO₄）=C（CrO₄^2-）×C（Ba²⁺）=1.2×10^-10，可得C（Ba²⁺）；
②酸化时发生的反应为CrO₄^2-和H⁺反应生成Cr₂O₇^2-和H₂O；根据守恒列关系式2Cr～2CrO₄^2-～Cr₂O₇^2-，列式计算得n（Cr₂O₇^2-）和n（CrO₄^2-）_剩余，进而求出酸化后所得溶液中c（Cr₂O₇^2-）；
（2）通过计算n（K⁺）：n（Cr³⁺）：n（Cl^-）的物质的量之比，来确定化合物X的化学式．

解答 解：（1）①CrO₄^2-+Ba²⁺?BaCrO₄
5.0×10^-7mol•L^-1 C（Ba²⁺）
K_sp（BaCrO₄）=C（CrO₄^2-）×C（Ba²⁺）=5.0×10^-7×C（Ba²⁺）=1.2×10^-10，
C（Ba²⁺）=2.4×10^-4mol/L
故答案为：2.4×10^-4；
②酸化时发生的反应为CrO₄^2-和H⁺反应生成Cr₂O₇^2-和H₂O，故离子方程式为2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；若1L酸化后所得溶液中含铬元素的质量为28.6g，CrO₄^2-有$\frac{10}{11}$转化为Cr₂O₇^2-，说明铬元素有$\frac{10}{11}$转化为Cr₂O₇^2-
根据守恒列关系式：2Cr～2CrO₄^2-～Cr₂O₇^2-
                               2                        1
                       $\frac{28.6×\frac{10}{11}}{52}$mol     n（Cr₂O₇^2-）
则n（Cr₂O₇^2-）=0.25mol，n（CrO₄^2-）_剩余=0.05mol；
则①酸化后所得溶液中c（Cr₂O₇^2-）=$\frac{n}{V}$=0.25mol•L^-1；
故答案为：0.25mol•L^-1；
（2）第一次（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液体积为（15.31-0.30）mL=15.01mL
第二次（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液体积为（15.19-0.20）mL=14.99mL
滴加（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液平均体积为15.00mL
则n（Fe³⁺）=$\frac{15.00×1{0}^{-3}L×0.4000mol/L×500mL}{25mL}$=0.1200mol
Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+12H⁺=2Cr³⁺+6Fe²⁺+7H₂O
               6                   2
              0.1200        0.0400mol，则agX中Cr元素n（Cr³⁺）=0.0400mol，
agX中Cl元素n（Cl^-）=$\frac{25.83g}{143.5g/mol}$=0.1800mol，
根据电荷守恒n（K⁺）+2n（Cr³⁺）=n（Cl^-），则 n（K⁺）=0.0600mol，
故n（K⁺）：n（Cr³⁺）：n（Cl^-）=0.06000mol：0.04000mol：0.1800mol=3：2：9，故该化合物的化学式为K₃Cr₂Cl₉，
故答案为：K₃Cr₂Cl₉．

点评 本题考查了溶度的计算，方程式的书写，物质化学式的确定，题目难度中等，侧重于考查学生分析问题，解决问题能力和计算能力．