Question

【題目】鉻是用途廣泛的金屬元素，但在生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生有害的含鉻工業(yè)廢水。

（1）還原沉淀法是處理含Cr2O72－和CrO42－工業(yè)廢水的一種常用方法，其工藝流程為：

其中第Ⅰ步存在平衡：2Cr2O42－（黃色）＋2H＋Cr2O72－（橙色）＋H2O

①若平衡體系的pH＝0，該溶液顯__________色。

②根據(jù) 2Cr2O42－（黃色）＋2H＋Cr2O72－（橙色）＋H2O設(shè)計(jì)如圖裝置（均為惰性電極）電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。Na2Cr2O7中鉻元素的化合價(jià)為_________，圖中右側(cè)電極連接電源的_________極，其電極反應(yīng)式為_________________。

③第Ⅱ步反應(yīng)的離子方程式：_________________________。

（2）CrO3具有強(qiáng)氧化性，遇到有機(jī)物（如酒精）時(shí)，猛烈反應(yīng)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Cr2(SO4)3。完成該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

（3）CrO3的熱穩(wěn)定性較差，加熱時(shí)逐步分解，其固體殘留率隨溫度的變化如圖所示。B點(diǎn)時(shí)剩余固體的成分是____________（填化學(xué)式）。

Answer 1

【答案】（1）①橙；②+6，正極；4OH--4e-=O2↑+2H2O；③6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O

（2）4,3,6,2,3,9H2O；（3）Cr2O3.

【解析】

試題分析：（1）①若平衡體系的pH=0，溶液酸性較強(qiáng)，平衡2Cr2O42－（黃色）＋2H＋Cr2O72－（橙色）＋H2O正向移動(dòng)，溶液呈橙色；

②由化合價(jià)代數(shù)和為0可知Na2Cr2O7中鉻元素的化合價(jià)為+6價(jià)，根據(jù)2Cr2O42－（黃色）＋2H＋Cr2O72－（橙色）＋H2O設(shè)計(jì)圖示裝置（均為惰性電極）電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，需要通過電解生成H+提高溶液的酸性，說明該電極是陽極，連接電源的正極，電極反應(yīng)式為4OH--4e-=O2↑+2H2O；

③亞鐵離子與Cr2O72-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；

（2）CrO3具有強(qiáng)氧化性，遇到有機(jī)物（如酒精）時(shí)，乙醇被氧化成乙酸，碳的平均化合價(jià)從-2價(jià)升高到0，1個(gè)乙醇化合價(jià)變化4，CrO3被還原成綠色的硫酸鉻，鉻的化合價(jià)從+6價(jià)降低到+3價(jià)，1個(gè)CrO3化合價(jià)變化3，兩者的最小公倍數(shù)是12，再根據(jù)原子守恒得4CrO3+3C2H5OH+6H2SO4=2Cr2（SO4）3+3CH3COOH+9H2O；

（3）設(shè)固體質(zhì)量為100g，B點(diǎn)時(shí)固體的質(zhì)量為：100g×76%=76g，Cr的質(zhì)量沒有變，所以生成物中Cr的質(zhì)量為52g，氧元素的質(zhì)量為24g，兩者的個(gè)數(shù)比為＝2：3，所以B點(diǎn)時(shí)剩余固體的成分是Cr2O3，所以加熱到 750K 時(shí)成分是Cr2O3。