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________0(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⁻恰好沉淀完全(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Ag₂CrO₄、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⁺，该反应的离子方程式为                       。

Answer

（1）蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液；

（2）①2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O；②增大；1.0×1014 ； ③小于；

（3）2.0×10-5 ； 5×10-3；

（4）Cr2O72−+3HSO3− +5H＋===2Cr3++3SO42−+4H2O

【解析】

试题分析：（1）根据题给信息知在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，可观察到的现象是蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液。

（2）①根据图像知随着氢离子浓度的增大，Na2CrO4溶液中CrO42-转化为Cr2O72-，离子方程式为2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O。

②由图可知，溶液酸性增大，Cr2O72-的浓度逐渐增大，CrO42−的平衡转化率增大。根据A点数据知，Cr2O72-的浓度为0.25mol/L，CrO42-的浓度c(CrO42−)=0.5mol/L；H+浓度为1×10-7mol/L；此时该转化反应的平衡常数为K=c(Cr2O72-)/ c2(CrO42−)c2(H＋)= 1.0×1014。

③由于升高温度，溶液中CrO42−的平衡转化率减小，说明升高温度，化学平衡逆向移动，导致溶液中CrO42−的平衡转化率减小，根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，逆反应方向是吸热反应，所以该反应的正反应是放热反应，故该反应的ΔH＜0；

（3）当溶液中Cl-完全沉淀时，即c(Cl-)=1.0×10−5 mol·L−1，根据溶度积常数Ksp (AgCl)=2.0×10−10，可得溶液中c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-)=2.0×10−10÷(1.0×10−5mol·L−1)=2.0×10-5mol·L−1；则此时溶液中

c(CrO42−)=Ksp(Ag2CrO4)/c2(Ag+)=2.0×10−12÷(2.0×10-5 )2=5×10-3mol·L−1。

（4）NaHSO3具有还原性，Cr2O72−具有氧化性，二者会发生氧化还原反应，根据已知条件，结合电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得二者反应的离子方程式为Cr2O72−+3HSO3− +5H＋==2Cr3++3SO42−+4H2O。

考点：考查化学平衡移动原理的应用、化学平衡常数、溶度积常数的应用、两性物质的性质的知识。