Question

【題目】元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3+(藍紫色)、Cr(OH)4(綠色)、Cr2O72-(橙紅色)、CrO42-(黃色)等形式存在。Cr(OH)3為難溶于水的灰藍色固體，回答下列問題：

(1)Cr2O72-中元素鉻(Cr)的化合價為_____。

(2)Cr3+與Al3+的化學性質相似。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入溶液直至過量，可觀察到的現(xiàn)象是____。

(3)CrO42-和Cr2O72-在溶液中可相互轉化：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，室溫下，初始濃度為1.0molL-1的Na2CrO4溶液中,c(Cr2O72-)隨c(H+)的變化如圖所示。

①溶液酸性增大，CrO42-的平衡轉化率_________。（填“增大”“減小”或“不變”）。

②根據(jù)A點數(shù)據(jù)，計算出該轉化反應的平衡常數(shù)為___________。

③溫度升高，溶液中CrO42-的平衡轉化率減小，則該反應的ΔH____0(填“>、=、<”)。

Answer 1

【答案】+6 藍紫色溶液變淺，產(chǎn)生灰藍色沉淀，后沉淀溶解成為綠色溶液 增大 1×1014 <

【解析】

(1)根據(jù)化合物中元素化合價代數(shù)和等于0，O元素化合價為-2價分析；

(2)溶液Cr3+(藍紫色)和氫氧化鈉溶液反應生成Cr(OH)3為難溶于水的灰藍色固體，和氫氧化鋁性質相似為兩性氫氧化物，溶于強堿；

(3)①圖象分析可知隨氫離子濃度增大，鉻酸根離子轉化為重鉻酸根離子；

②首先確定A點各種離子的濃度：c(Cr2O72-)=0.25mol/L，c(H+)=10-7mol/L，c(CrO42-)=0.5mol/L，然后依據(jù)平衡常數(shù)概念計算；

③根據(jù)平衡移動原理分析。

(1)在Cr2O72-，離子帶有2個單位的負電荷，O元素化合價為-2價，則其中元素鉻(Cr)的化合價為+6價；

(2)Cr3+與Al3+的化學性質相似可知Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液，先生成Cr(OH)3灰藍色沉淀，繼續(xù)加入NaOH后沉淀溶解，生成綠色Cr(OH)4-。所以觀察到的現(xiàn)象是：藍紫色溶液變淺，產(chǎn)生灰藍色沉淀，后沉淀溶解成為綠色溶液；

(3)①溶液酸性增大，反應物濃度增大，化學平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O正向進行，使CrO42-的平衡轉化率增大；

②A點Cr2O72-的濃度c(Cr2O72-)=0.25mol/L，則消耗的CrO42-的濃度c(CrO42-)=0.5mol/L，則溶液中的c(CrO42-)=1.0mol/L-0.25mol/L×2=0.5mol/L，H+濃度c(H+)=1.0×10-7mol/L，此時該轉化反應的平衡常數(shù)為K==1.0×1014；

③溫度升高，溶液中CrO42-的平衡轉化率減小，說明平衡逆向移動。根據(jù)平衡移動原理：升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，逆反應為吸熱反應，則該反應的正反應為放熱反應，所以ΔH<0。