Question

元素铬（Cr）在溶液中主要以Cr³⁺（蓝紫色）、Cr（OH）₄⁻（绿色）、Cr₂O₇²⁻（橙红色）、CrO₄²⁻（黄色）等形式存在，Cr（OH）₃为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：

（1）Cr³⁺与Al³⁺的化学性质相似，在Cr₂（SO₄）₃溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，可观察到的现象是_________。

（2）CrO₄²⁻和Cr₂O₇²⁻在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L⁻¹的Na₂CrO₄溶液中c（Cr₂O₇²⁻）随c（H⁺）的变化如图所示。

①用离子方程式表示Na₂CrO₄溶液中的转化反应____________。

②由图可知，溶液酸性增大，CrO₄²⁻的平衡转化率__________（填“增大“减小”或“不变”）。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。

③升高温度，溶液中CrO₄²⁻的平衡转化率减小，则该反应的ΔH_________（填“大于”“小于”或“等于”）。

（3）在化学分析中采用K₂CrO₄为指示剂，以AgNO₃标准溶液滴定溶液中的Cl⁻，利用Ag⁺与CrO₄²⁻生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl⁻恰好完全沉淀（浓度等于1.0×10⁻⁵ mol·L⁻¹）时，溶液中c（Ag⁺）为_______ mol·L⁻¹，此时溶液中c（CrO₄²⁻）等于__________ mol·L⁻¹。（已知Ag₂ CrO₄、AgCl的K_sp分别为2.0×10⁻¹²和2.0×10⁻¹⁰）。

（4）+6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO₃将废液中的Cr₂O₇²⁻还原成Cr³⁺，反应的离子方程式为______________。

Answer

（1）开始有灰蓝色固体生成，随后沉淀消失；

（2）①2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O； ② 增大；1014 ；③＜ ；

（3） 2.0×10-5 ；5×10-3；（4） 5H＋+Cr2O72-+3HSO3-=2Cr3++3SO42-+4H2O。

【解析】

试题分析：（1）Cr3+与Al3+的化学性质相似，可知Cr（OH）3是两性氢氧化物，能溶解在强碱NaOH溶液中。在Cr2（SO4）3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，首先发生反应产生Cr（OH）3灰蓝色固体，当碱过量时，可观察到沉淀消失。故观察到的现象是开始有灰蓝色固体生成，随后沉淀消失。

（2）①随着H+浓度的增大，CrO42-转化为Cr2O72-的离子反应式为2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O。

②溶液酸性增大，平衡2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O正向进行，CrO42−的平衡转化率增大；A点Cr2O72-的浓度为0.25mol/L，根据Cr元素守恒可知CrO42-的浓度为0.5mol/L；H+浓度为1×10-7mol/L；此时该转化反应的平衡常数为==1014；③升高温度，溶液中CrO42−的平衡转化率减小，平衡逆向移动，说明正方向放热，则该反应的ΔH＜0；

（3）当溶液中Cl-完全沉淀时，即c（Cl-）=，根据Ksp（AgCl）=2.0×10−10，此时c（Ag+）=Ksp（AgCl）/c（Cl-）=2.0×10−10÷（1.0×10−5 mol·L−1）=2.0×10-5 mol·L−1;此时溶液中c（CrO42−）=Ksp（Ag2CrO4）/c2（Ag+）=2.0×10−12÷（2.0×10-5 mol·L−1）=5×10-3mol·L−1；

（4）利用NaHSO3的还原性将废液中的Cr2O72−还原成Cr3+，发生反应的离子方程式为：5H＋+Cr2O72-+3HSO3-=2Cr3++3SO42-+4H2O；

考点：考查化学反应原理的分析与探究、化学平衡常数、溶度积常数的计算的知识。