Question

铬及其化合物在工业上有着广泛的用途，但在生产和使用过程中易产生有毒害的含铬工业废水。

I．处理含铬工业废水的常用方法是还原沉淀法，该方法的工艺流程如下：

（l）上述流程的步骤①中存在如下平衡：2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺Cr₂0₇^2一（橙色）+H₂0。若平衡体系的pH =0时，溶液的颜色为_________色。

（2）第②步反应的离子方程式为            ，步骤③可通过调节第二步反应后溶液的pH使Cr³⁺沉淀完全，请通过计算判断当pH >6时，溶液中Cr³⁺是否沉淀完全：。（简要写出计算过程。已知常温下，Cr（ OH）3的溶度积K_sp=6.0 x10^一31，且当溶液中离子浓度小于10 ^-5mol．L^-l时可视作该离子不存在。）

（3）以石墨为电极电解Na₂CrO₄溶液制取Na₂Cr₂0₇，电解装置如下图所示。直流电源M极的电极名称是_________，和N相连的一极的电极反应式为_____________。

Ⅱ．Cr0₃俗称铬酸酐，常用于制备铬的化合物。Cr0₃具有强氧化性，热稳定性较差。

（4）Cr0₃具有强氧化性，遇到有机物（如酒精）时，猛烈反应以至着火。在硫酸酸化时Cr0₃可将乙醇氧化成乙酸，而Cr0₃被还原成绿色的硫酸铬[Cr₂（S0₄）₃]。则该反应的化学方程式为             。

（5）Cr0₃的热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如右图所示。请根据图示信息写出从开始加热到750K时总反应的化学方程式____      。

Answer

（1）橙（2分）

（2）Cr2O72-+6Fe2+ +14H+ = 2Cr3++ 6Fe3+ + 7H2O；

当溶液的pH调节至6时，溶液中c（OH-）=10-8mol/L，Ksp=6.0×10一31=c（Cr3+） c3（OH-），则c（Cr3+）=6.0×10-7mol/L<10-5mol/L，则Cr3+沉淀完全；

（3）负极 2H2O-4e-=O2+4H+，2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O

（4）4CrO3+3CH3CH2OH+6H2SO4= 2Cr2（SO4）3+3CH3COOH+9H2O

（5）4CrO32Cr2O3+3O2↑

【解析】

试题分析：（1）若平衡体系的pH =0时，平衡右移，Cr2O72-浓度增大，溶液呈橙色；

（2）第②步反应中Cr2O72-被Fe2+还原为Cr3+，离子方程式为Cr2O72-+6Fe2+ +14H+ = 2Cr3++ 6Fe3+ + 7H2O；当溶液的pH调节至6时，溶液中c（OH-）=10-8mol/L，Ksp=6.0×10一31=c（Cr3+） c3（OH-），则c（Cr3+）=6.0×10-7mol/L<10-5mol/L，则Cr3+沉淀完全；

（3）在N极区域，Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，发生的电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O，则该极为阳极，直流电源M极为负极；

（4）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，根据原子守恒得4CrO3+3CH3CH2OH+6H2SO4= 2Cr2（SO4）3+3CH3COOH+9H2O；

（5）设CrO3的质量为100g，则CrO3中铬元素的质量为：100g×（52/100）=52g，B点时固体的质量为：100g×76%=76g，Co的质量没有变，所以生成物中Co的质量为52g，氧元素的质量为16，两者的个数比为2：3，所以B点时剩余固体的成分是Cr2O3，所以加热到 750K 时成分是Cr2O3，则反应方程式为：4CrO32Cr2O3+3O2↑。

考点：电解池原理，氧化还原反应，Ksp的有关计算，以及图象分析