Question

元素铬（Cr）在溶液中主要以Cr³⁺（蓝紫色）、Cr（OH）₄^—（绿色）、Cr₂O₇^2—（橙红色）、CrO₄^2—（黄色）等形式存在，Cr（OH）₃为难溶于水的灰蓝色固体，回答：

（1）Cr³⁺与Al³⁺的化学性质相似，往Cr₂（SO₄）₃溶液中滴入NaOH溶液直至过量，可观察到的现象是         。

（2）CrO₄^2—和Cr₂O₇^2—在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0mol•L^﹣1的Na₂CrO₄溶液中c（Cr₂O₇^2—）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，溶液酸性增强，CrO₄^2﹣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）用K₂CrO₄为指示剂，以AgNO₃标准液滴定溶液中的Cl^﹣，Ag⁺与CrO₄^2﹣生成砖红色沉淀时到达滴定终点。当溶液中Cl^﹣恰好完全沉淀（浓度等于1.0×10^﹣5mol•L^﹣1）时，溶液中c （Ag⁺）为         mol•L^﹣1，此时溶液中c（CrO₄^2﹣）等于           mol•L^﹣1。（K_sp（Ag₂CrO₄）=2.0×10^﹣12、K_sp（AgCl）=2.0×10^﹣10）。

（4）+6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO₃将废液中的Cr₂O₇^2﹣还原成Cr³⁺，反应的离子方程式为                 。

Answer

（1）溶液蓝紫色变浅，同时产生灰蓝色沉淀，然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液（2分）

（2）①2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O（2分）②增大（2分）1.0×1014（2分）

（3）2.0×10-5（2分）5.0×10-3（2分）

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

【解析】

试题分析：（1）Cr（OH）3与Al（OH）3的化学性质相似，可知Cr（OH）3是两性氧化物，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，首先蓝紫色变浅同时产生Cr（OH）3灰蓝色固体，继续滴加，沉淀溶解，Cr（OH）3变为Cr（OH）4－，溶液最终变为绿色。

（2）①随着H+浓度的增大，CrO42-与溶液中的H+发生反应，因此转化为Cr2O72-的离子反应式为：2CrO42- + 2H+Cr2O72- + H2O。

②根据化学平衡移动原理，溶液酸性增大，c（H+）增大，化学平衡2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O向正反应方向进行，导致CrO42−的平衡转化率增大；根据图像可知，在A点时，c（Cr2O72-）=0.25 mol/L，由于开始时c（CrO42−）=1.0 mol/L，根据Cr元素守恒可知A点的溶液中CrO42-的浓度c（CrO42−）=0.5 mol/L；H+浓度为1.0×10-7 mol/L；此时该转化反应的平衡常数为；

（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、两性物质的性质以及氧化还原反应方程式书写等。