Question

【題目】已知K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72-＋H2O 2CrO42-＋2H+。K2Cr2O7為橙色，K 2CrO4為黃色。為探究濃度對化學平衡的影響，某興趣小組設計了如下實驗方案。

	序號	試劑X
	ⅰ	1 mL1mol·L-1 K2Cr2O7 溶液
	ⅱ	1mL1 mol·L-1 K2CrO4溶液
	ⅲ	5~15滴濃硫酸
	ⅳ	5~15滴濃鹽酸
	ⅴ	5~15滴6 mol·L-1 NaOH溶液

Ⅰ．方案討論

（1）ⅰ~ⅴ中依據(jù)減少生成物濃度可導致平衡移動的原理設計的是______（填序號）。

（2）已知BaCrO4為黃色沉淀。某同學認為試劑X還可設計為Ba(NO3)2溶液，加入該試劑后，溶液顏色將_____。（填“變深”、“變淺”或“不變”）。

Ⅱ．實驗分析

序號	試劑X	預期現(xiàn)象	實際現(xiàn)象
ⅰ	1 mL1 mol·L-1 K2Cr2O7 溶液	溶液變黃	溶液橙色加深
ⅱ	1mL1 mol·L-1 K2CrO4溶液	溶液橙色加深	溶液顏色變淺
ⅲ	5~15滴濃硫酸	溶液橙色加深	溶液橙色加深
ⅳ	5~15滴濃鹽酸	溶液橙色加深	無明顯現(xiàn)象
ⅴ	5~15滴6mol·L-1NaOH溶液	溶液變黃	溶液變黃

（1）實驗ⅰ沒有觀察到預期現(xiàn)象的原因是____________，實驗ⅱ的原因與其相似。

（2）通過實驗ⅲ和ⅴ得出的結論為___________ 。

（3）實驗ⅳ無明顯現(xiàn)象，可能的原因是____________。

（4）某同學查閱資料發(fā)現(xiàn)：K2Cr2O7溶液與濃鹽酸可發(fā)生氧化還原反應。但實驗ⅳ中沒有觀察到明顯現(xiàn)象，小組同學設計了兩個實驗，驗證了該反應的發(fā)生。

① 方案一：取5 mL濃鹽酸，向其中加入15滴0.1mol·L-1 K2Cr2O7溶液，一段時間后，溶液變?yōu)榫G色（CrCl3水溶液呈綠色），有黃綠色氣體生成。寫出該變化的化學方程式__________。

② 請你設計方案二：_______________。

Answer 1

【答案】ⅴ 變淺 根據(jù)平衡移動原理，實驗ⅰ中，增大反應物K2Cr2O7濃度，平衡正向移動，使反應物濃度有所減少，但仍高于變化前，所以溶液橙色加深 增大（減少）生成物濃度，平衡逆向（正向）移動。（或：如果改變物質(zhì)濃度，平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動）（合理給分） 濃鹽酸中氫離子濃度遠小于濃硫酸中氫離子濃度 14HCl + K2CrO7=3Cl2 ↑+ 2CrCl3 + 2KCl+7H2O 向5 mL 0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中通入足量的HCl氣體或以0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液和濃鹽酸為正負極反應物，組成雙液原電池

【解析】

根據(jù)平衡移動原理及影響化學平衡移動因素判斷；根據(jù)原電池工作原理解答；

Ⅰ．根據(jù)反應： Cr2O72-＋H2O 2CrO42-＋2H+可知：

（1）ⅰ加入1 mL1mol·L-1 K2Cr2O7溶液，增加的是反應物Cr2O72-濃度，平衡正向移動；

ⅱ加入1mL1 mol·L-1 K2CrO4溶液，增加的是生成物CrO42-的濃度，平衡逆向移動；

ⅲ加入5~15滴濃硫酸，增加的是生成物H+的濃度，平衡逆向移動；

ⅳ加入5~15滴濃鹽酸，增加的是生成物H+的濃度，平衡逆向移動；

ⅴ加入5~15滴6 mol·L-1 NaOH溶液，消耗了生成物H+的濃度，平衡正向移動；

故合理選項為V；

（2）由K2Cr2O7為橙色，K 2CrO4為黃色，BaCrO4為黃色沉淀。向Cr2O72-＋H2O 2CrO42-＋2H+平衡體系中加入 Ba(NO3)2溶液，平衡正向移動，溶液顏色將變淺；

Ⅱ（1）由Cr2O72-＋H2O 2CrO42-＋2H+平衡可知，加入1 mL 1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液后，增加的是反應物Cr2O72-濃度，平衡正向移動，但移動的程度很小，使得溶液中Cr2O72-濃度增加比移動消耗的Cr2O72-得濃度多，所以溶液橙色加深；答案：根據(jù)平衡移動原理，實驗ⅰ中，增大反應物K2Cr2O7濃度，平衡正向移動，使反應物濃度有所減少，但仍高于變化前，所以溶液橙色加深；

（2）實驗ⅲ是加入5~15滴濃硫酸，增加的是生成物H+的濃度，平衡逆向移動；實驗ⅴ是加入5~15滴6mol·L-1NaOH溶液，消耗了生成物H+的濃度，平衡正向移動；由此得出增大（減少）生成物濃度，平衡逆向（正向）移動；或：如果改變物質(zhì)濃度，平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動；

（3）實驗ⅳ加入5~15滴濃鹽酸，無明顯現(xiàn)象，說明平衡沒有移動，可能是濃鹽酸中氫離子濃度遠小于濃硫酸中氫離子濃度；

（4）①取5 mL濃鹽酸，向其中加入15滴0.1mol·L-1 K2Cr2O7溶液，一段時間后，溶液變?yōu)榫G色（CrCl3水溶液呈綠色），有黃綠色氣體生成，該變化的化學方程式14HCl + K2CrO7=3Cl2 ↑+2CrCl3 +2KCl +7H2O；

②根據(jù)K2Cr2O7溶液與濃鹽酸可發(fā)生氧化還原反應，可以用原電池反應原理檢驗。即向5 mL0.1 mol·L-1K2Cr2O7溶液中通入足量的HCl氣體或以0.1 mol·L-1K2Cr2O7溶液和濃鹽酸為正負極反應物，組成雙液原電池，在負極有黃綠色氣體產(chǎn)生，在正極溶液顏色變?yōu)榫G色。