Question

【題目】已知K2Cr2O7溶液中存在平衡：＋H2O2＋2H+。K2Cr2O7為橙色，K 2CrO4為黃色。為探究濃度對化學(xué)平衡的影響，某興趣小組設(shè)計了如下實驗方案。

5mL0.1mol/LK2Cr2O7溶液	序號	試劑X
	ⅰ	1mL1mol·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(dǎo)致平衡移動的原理設(shè)計的是_____(填序號)。

(2)已知BaCrO4為黃色沉淀。某同學(xué)認為試劑X還可設(shè)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(yù)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(yù)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(jié)論為_____。

(3)實驗ⅳ無明顯現(xiàn)象，可能的原因是____________。

(4)某同學(xué)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(yīng)。但實驗ⅳ中沒有觀察到明顯現(xiàn)象，小組同學(xué)設(shè)計了下實驗，驗證了該反應(yīng)的發(fā)生。

方案：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(xué)方程式______。

Answer 1

【答案】ⅴ 變淺 根據(jù)平衡移動原理，實驗ⅰ中，增大反應(yīng)物K2Cr2O7濃度，平衡正向移動，使反應(yīng)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 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

【解析】

K2Cr2O7溶液中存在平衡：＋H2O2＋2H+，增大反應(yīng)物濃度，平衡正向移動，增大生成物濃度，平衡逆向移動，但平衡移動后溶液的顏色如何變化，不是取決于平衡移動的方向，而是取決于平衡移動前后，有色離子濃度的變化。另外，如果加入的物質(zhì)對平衡的影響是多方面的，則應(yīng)綜合考慮各種因素對平衡或離子濃度產(chǎn)生的影響。如K2CrO7 溶液中加入濃鹽酸，一方面，濃鹽酸中的H+對平衡體系(＋H2O2＋2H+)會產(chǎn)生影響，另一方面，K2CrO7 會被Cl-還原，對c()也會產(chǎn)生影響。

Ⅰ．(1)ⅰ~ⅴ中，ⅰ為增大反應(yīng)物濃度，ⅱ~ⅳ為增大生成物濃度，只有ⅴ符合題意，所以依據(jù)減少生成物濃度可導(dǎo)致平衡移動的原理設(shè)計的是ⅴ。答案為：ⅴ；

(2)加入該Ba(NO3)2溶液后，溶液中的與Ba2+反應(yīng)生成BaCrO4黃色沉淀，減少溶液中的c()，從而減少溶液中的c()，溶液顏色將變淺。答案為：變淺；

Ⅱ．(1)實驗ⅰ，雖然平衡右移，但由于增大了c()，最終溶液中的c()未減反增，從而得出沒有觀察到預(yù)期現(xiàn)象的原因是根據(jù)平衡移動原理，實驗ⅰ中，增大反應(yīng)物K2Cr2O7濃度，平衡正向移動，使反應(yīng)物濃度有所減少，但仍高于變化前，所以溶液橙色加深。答案為：根據(jù)平衡移動原理，實驗ⅰ中，增大反應(yīng)物K2Cr2O7濃度，平衡正向移動，使反應(yīng)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，增大生成物中H+濃度，平衡逆向移動；實驗ⅴ，加入的OH-與H+反應(yīng)生成H2O，減少生成物中H+濃度，平衡正向移動。所以，通過實驗ⅲ和ⅴ得出的結(jié)論為增大(減少)生成物濃度，平衡逆向(正向)移動。答案為：增大(減少)生成物濃度，平衡逆向(正向)移動；

(3)實驗ⅳ無明顯現(xiàn)象，表明濃鹽酸的加入，對平衡體系中c()的影響不大，可能的原因是濃鹽酸中氫離子濃度遠小于濃硫酸中氫離子濃度。答案為：濃鹽酸中氫離子濃度遠小于濃硫酸中氫離子濃度；

(4)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，則生成CrCl3，同時有黃綠色氣體生成，表明生成了Cl2。該變化的化學(xué)方程式為14HCl + K2CrO7 ==3Cl2↑+ 2CrCl3 + 2KCl+7H2O。答案為：14HCl + K2CrO7 ==3Cl2↑+ 2CrCl3 + 2KCl+7H2O。