Question

鉻化學豐富多彩，由于鉻光澤度好，常將鉻鍍在其他金屬表面，同鐵、鎳組成各種性能的不銹鋼，CrO₃大量地用于電鍍工業(yè)中．

（1）在如圖裝置中，觀察到圖1裝置銅電極上產生大量的無色氣泡，而圖 2裝置中銅電極上無氣體產生，鉻電極上產生大量有色氣體．圖 2裝置中鉻電極的電極反應式

 

．
（2）CrO₃具有強氧化性，遇到有機物（如酒精）時，猛烈反應以至著火，若該過程中乙醇被氧化成乙酸，CrO₃被還原成綠色的硫酸鉻[Cr₂（SO₄）₃]．則該反應的化學方程式為

 

．
（3）存在平衡：2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
①若平衡體系的pH=2，則溶液顯

 

色．
②能說明第①步反應達平衡狀態(tài)的是

 

．
a．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的濃度相同  b．2v （Cr₂O₇^2-）=v （CrO₄^2-）   c．溶液的顏色不變
（4）CrO₃和 K₂Cr₂O₇均易溶于水，這是工業(yè)上造成鉻污染的主要原因．凈化處理方法之一是將含+6價 Cr 的廢水放入電解槽內，用鐵作陽極，加入適量的NaCl進行電解：陽極區(qū)生成的Fe²⁺和Cr₂O₇^2-發(fā)生反應，生成的Fe³⁺和Cr³⁺在陰極區(qū)與OH^-結合生成 Fe（OH）₃ 和Cr（OH）₃沉淀除去【已知K_spFe（OH）₃=4.0×10^-38，K_spCr（OH）₃=6.0×10^-31】．已知電解后的溶液中c（Fe³⁺）為2.0×10^-13 mol?L¹，則溶液中c（Cr³⁺）為

 

 mol?L^-1．
（5）CrO₃的熱穩(wěn)定性較差，加熱時逐步分解，其固體殘留率隨溫度的變化如圖3所示．則從開始加熱到 750K 時總反應方程式

 

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Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,化學平衡狀態(tài)的判斷,難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）圖1裝置銅電極上產生大量的無色氣泡，說明Cr的活潑性大于Cu，而圖 2裝置中銅電極上無氣體產生，鉻電極上產生大量有色氣體，說明Cr和硝酸能產生鈍化現象，圖2中Cu易失電子作負極、Cr作正極，正極上硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應；
（2）酸性條件下，CrO₃和C₂H₅OH發(fā)生氧化還原反應生成Cr₂（SO₄）₃和CH₃COOH；
（3）①酸性條件下，該溶液呈橙色；        
②反應前后改變的物理量不變時，該反應達到平衡狀態(tài)；
（4）根據氫氧化鐵溶度積常數、鐵離子濃度計算氫氧根離子濃度，再根據氫氧化鉻溶度積常數計算鉻離子濃度；
（5）先確定B成分，再結合原子守恒書寫方程式．

解答： 解：（1）圖1裝置銅電極上產生大量的無色氣泡，說明Cr的活潑性大于Cu，而圖 2裝置中銅電極上無氣體產生，鉻電極上產生大量有色氣體，說明Cr和硝酸能產生鈍化現象，圖2中Cu易失電子作負極、Cr作正極，正極上硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應生成NO，電極反應式為NO₃^-+4H⁺+3e^-=NO↑+2H₂O，故答案為：NO₃^-+4H⁺+3e^-=NO↑+2H₂O；
（2）酸性條件下，CrO₃和C₂H₅OH發(fā)生氧化還原反應生成Cr₂（SO₄）₃和CH₃COOH，反應方程式為4CrO₃+3C₂H₅OH+6H₂SO₄=2Cr₂（SO₄）₃+3CH₃COOH+9H₂O，故答案為：4CrO₃+3C₂H₅OH+6H₂SO₄=2Cr₂（SO₄）₃+3CH₃COOH+9H₂O；
（3）①pH=2時溶液呈酸性，酸性條件下，平衡向正反應方向移動，所以溶液呈橙色，故答案為：橙；
②a．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的濃度相同時該反應不一定達到平衡狀態(tài)，與反應物濃度與反應轉化率有關，故錯誤；
b．2v （Cr₂O₇^2-）=v （CrO₄^2-）時該反應不一定達到平衡狀態(tài)，故錯誤；   
c．溶液的顏色不變時，該反應中各物質濃度不變，則反應達到平衡狀態(tài)，故正確；
故選c；
（4）溶液中c（OH^-）=

3	4.0×10-38 2×10-13

mol/L，溶液中c（Cr³⁺）=

6.0×10-31

c3(OH-)

mol/L=

6.0×10-31

4.0×10-38 2×10-13

mol/L=3.0×10^-6mol/L，故答案為：3.0×10^-6；
（5）設原來固體質量為100g，B點質量=76.0%×100g=76g，Cr的質量不變，為52g，則B中氧元素質量=76g-52g=24g，B點成分Cr和O元素原子個數之比=

52

52

：

24

16

=2：3，所以B點成分化學式為Cr₂O₃，分解時還生成氧氣，再結合原子守恒配平方程式為4CrO₃

△   .

2Cr₂O₃+3O₂↑，故答案為：4CrO₃

△   .

2Cr₂O₃+3O₂↑．

點評：本題考查較綜合，涉及難溶物的溶解平衡、原電池和電解池原理、氧化還原反應等知識點，同時考查學生獲取信息、加工信息能力及圖象分析能力，知道化學平衡狀態(tài)的判斷方法，題目難度中等．