Question

【題目】鉻是用途廣泛的金屬元素，但在生產過程中易產生有害的含鉻工業廢水．
（1）還原沉淀法是處理含Cr2O72﹣和CrO42﹣工業廢水的一種常用方法，其工藝流程為：CrO42﹣ Cr2O72﹣ Cr3+ Cr（OH）3↓
其中第Ⅰ步存在平衡：
2CrO42﹣（黃色）+2H+Cr2O72﹣（橙色）+H2O
①若平衡體系的pH=0，該溶液顯色．
②根據2CrO42﹣+2H+Cr2O72﹣+H2O，設計如右圖裝置（均為惰性電極）電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7 ． Na2Cr2O7中鉻元素的化合價為 ， 圖中右側電極連接電源的極，其電極反應式為 ．
③第Ⅱ步反應的離子方程式： ．
（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Cr2（SO4）3 ． 完成該反應的化學方程式：
□CrO3+□C2H5OH+□H2SO4═□Cr2（SO4）3+□CH3COOH+□

Answer 1

【答案】
（1）橙；+6；正；4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O；6Fe2++Cr2O72﹣+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
（2）9H2O
【解析】解：（1）①若平衡體系的pH=0，溶液酸性較強，平衡2CrO42﹣（黃色）+2H+═Cr2O72﹣ （橙色）+H2O正向移動，溶液呈橙色，所以答案是：橙；
②由化合價代數和為0可知Na2Cr2O7中鉻元素的化合價為+6價，根據2CrO42﹣+2H+Cr2O72﹣+H2O設計圖示裝置（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，說明在該電極是陽極，連接電源的正極，電極反應式為4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O，
所以答案是：+6；正極；4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O；
③亞鐵離子與Cr2O72﹣發生氧化還原反應，反應的離子方程式為6Fe2++Cr2O72﹣+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，
所以答案是：6Fe2++Cr2O72﹣+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；（2）CrO3具有強氧化性，遇到有機物（如酒精）時，乙醇被氧化成乙酸，碳的平均化合價從﹣2價升高到0，1個乙醇化合價變化4，CrO3被還原成綠色的硫酸鉻[Cr2（SO4）3]，鉻的化合價從+6價降低到+3價，1個CrO3化合價變化3，兩者的最小公倍數是12，再根據原子守恒得4CrO3+3C2H5OH+6H2SO4=2Cr2（SO4）3+3CH3COOH+9H2O，
所以答案是：4；3；6；2；3；9H2O．
【考點精析】根據題目的已知條件，利用化學平衡狀態本質及特征的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）．