题目内容

18．铬化学丰富多彩，无论是铬单质还是含铬化合物，在生产和科学研究中都具有重要的价值，请根据相关信息回答下列问题．
（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，铬电极附近产生大量有色气体．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）Cr（OH）3和Al（OH）3类似，也是两性氢氧化物，在水中存在酸式和碱式电离平衡，其酸式电离方程式是Cr（OH）3?H++CrO2-+H2O；
（3）酒后驾车是引发交通事故的重要原因．交警对驾驶员进行呼气酒精检测的原理是：橙色的K2Cr2O7酸性水溶液遇乙醇迅速生成蓝绿色Cr3+．反应原理为：
K2Cr2O7+C2H5OH+H2SO4一K2SO4+Cr2（SO4）3+CH3COOH+H2O
请写出其配平后的离子方程式2Cr2O72-+3C2H5OH+16H+=4Cr3++3CH3COOH+11H2O，
当反应中有0.03mol电子转移时，被氧化的乙醇有0.0075mol；
（4）工业上净化处理铬污染方法之一是：将含K2Cr2O7酸性废水放入电解槽内，加入适量的NaCl，以Fe和石墨为电极进行电解．经过一段时间后，生成Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀除去（已知Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，Ksp[Cr（OH）3]=6.0×10-31）．
①在装置中应该用铁（填材料名称）做电解池的阳极，阴极上电极反应为2H++2e-=H2↑，
②已知电解后的溶液中c（Fe3+）为2.0×10-13mol/L，则溶液中c（Cr3+）为3×10-6mol/L．

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）类比Al（OH）3的酸式电离进行书写；
（3）根据电子得失守恒，配平相关系数，方程式为：2K2Cr2O7+3CH3CH2OH+8H2SO4=2Cr2（SO4）3+3CH3COOH+2K2SO4+11H2O，然后书写离子方程式；反应中Cr元素的化合价降低，乙醇中C元素的化合价升高，结合元素化合价的变化分析电子转移数，从而确定被氧化的乙醇的物质的量以此来解答；
（4）①阳极发生氧化反应，产生亚铁离子，所以电极材料为铁；阴极上电极反应为是氢离子发生还原反应生成氢气；
②根据电解后溶液中c（Fe3+），由KsP[Fe（OH）3]计算溶液中c（OH-），再根据KsP[Cr（OH）3]计算溶液中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）Cr（OH）3和Al（OH）3类似，由Al（OH）3的酸式电离可知，Cr（OH）3的酸式电离方程式是：Cr（OH）3?H++CrO2-+H2O，
故答案为：Cr（OH）3?H++CrO2-+H2O；
（3）根据电子得失守恒，配平相关系数，方程式为：2K2Cr2O7+3CH3CH2OH+8H2SO4=2Cr2（SO4）3+3CH3COOH+2K2SO4+11H2O，所以离子方程为：2Cr2O72-+3C2H5OH+16H+=4Cr3++3CH3COOH+11H2O，反应中Cr元素的化合价降低，K2Cr2O7是氧化剂，氧化剂被还原得到还原产物，则Cr2（SO4）3为还原产物；乙醇中C元素的化合价升高，乙醇是还原剂，还原剂具有还原性；K2Cr2O7中Cr元素从+6价降低到+3价，则1mol氧化剂转移6mol电子，被氧化的CH3CH2OH为1.5mol，所以0.03mol电子转移时，被氧化的乙醇的量为0.0075mol，
故答案为：2Cr2O72-+3C2H5OH+16H+=4Cr3++3CH3COOH+11H2O；0.0075；
（4）①阳极发生氧化反应，产生亚铁离子，所以电极材料为铁；阴极上电极反应为是氢离子发生还原反应生成氢气，所以阴极的电极反应式为：2H++2e-=H2↑，
故答案为：铁；2H++2e-=H2↑；
②电解后溶液中c（Fe3+）=2.0×10-13mol/L，则溶液中c3（OH-）=$\frac{4×1{0}^{-38}}{2×1{0}^{-13}}$mol/L=2×10-25mol/L，故溶液中c（Cr3+）=$\frac{6×1{0}^{-31}}{2×1{0}^{-25}}$mol/L=3×10-6mol/L，
故答案为：3×10-6．

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．

练习册系列答案
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8．某溶液中有Fe2+、Mg2+、Al3+、Fe3+等四种离子，若向其中加入过量的NaOH溶液，微热并搅拌，再加入过量的盐酸，溶液中大量减少的阳离子是（　　）
A．Fe2+B．Mg2+C．Al3+D．Fe3+
9．茶是中国人民喜爱的饮品之一．为了定性检验茶叶中含有的Ca、A1、Fe三种元素，某化学兴趣小组的同学设计了如图流程所示的实验进行检验．他们查阅文献资料知道：①草酸铵[（NH4）2C2O4]属于弱电解质（即难电离）．草酸钙（CaC2O4）难溶于水．②Ca2+、A13+、Fe3+三种离子分别完全沉淀成为金属氢氧化物时溶液的pH为：Ca（OH）2：pH≥13；    A1（OH）3：pH≥5.5；      Fe（OH）3：pH≥4.1

试根据上述过程及信息填空：
（1）步骤②加盐酸的作用是使Ca2+、Al3+、Fe3+浸出（或使Ca2+、Al3+、Fe3+溶解）．
（2）实验中检验Ca2+的离子方程式Ca2++（NH4）2C2O4=CaC2O4↓+2NH4+．
（3）沉淀C中所含主要物质的化学式Fe（OH）3、Al（OH）3．
（4）步骤⑧用A试剂生成红色溶液的离子方程式Fe3++3SCN-?Fe（SCN）3．
（5）步骤⑨的作用是使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀；请你猜测步骤⑩的目的是检验Al3+（或铝元素）存在．
6．设NA为阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）
A．0.56 L甲烷中含有的共价键数为0.1NA
B．标准状况下，1mol SO3含有的氧原子数为3NA
C．3mol NO2和足量H2O反应，转移1 NA个电子
D．pH=1的稀硫酸中含有的H+数为0.1NA
13．下列各组气体，通常情况下能共存，并且能用浓硫酸和碱石灰干燥的是（　　）
A．H2、O2B．SO2、H2SC．NO、O2D．HCl、NH3
3．在下列各溶液中，离子一定能大量共存的是（　　）
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B．含Fe3+的溶液中：K+、Mg2+、S2-、NO3-
C．pH=13的溶液：Na+、K+、SiO32-、NO3-
D．强碱性溶液中：K+、Al3+、Cl-、SO42-
10．短周期元素A、B、C、D的原子序数依次递增，它们的核电荷数之和为32，原子最外层电子数之和为10．A与C同主族，B与D同主族，A、C原子的最外层电子数之和等于B原子的次外层电子数．则下列叙述正确的是（　　）
A．四种元素的原子半径：A＜B＜D＜C
B．D元素处于元素周期表中第3周期第ⅥA族
C．B、D的最高价氧化物中，B、D与氧原子之间均为双键
D．一定条件下，D单质能置换出B单质，C单质能置换出A单质
7．用胶头滴管向用石蜡围成的“spark”凹槽内注入某溶液，即可在玻璃上刻蚀出“spark”的字样，则该溶液是（　　）
A．盐酸B．氢氟酸C．烧碱D．饱和食盐水
17．已知苯酚能跟碳酸钠溶液反应生成苯酚钠．现有如下转化：

根据上述转化关系回答下列问题：
（1）a．羧基  b．酚羟基  c．醇羟基提供质子的能力是（填编号）a＞b＞c．
（2）①～⑤编号所用的试剂分别是：①NaHCO3溶液；②NaOH或Na2CO3溶液；③Na；④稀盐酸或稀H2SO4；⑤CO2．
（3）写出苯酚与碳酸钠溶液反应的离子方程式C6H5-OH+CO32-→-C6H5O-+HCO3-．
（4）写出乙醇钠与水反应的化学方程式CH3CH2ONa+H2O→CH3CH2OH+NaOH．

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