Question

【题目】元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4(绿色)、Cr2O72-(橙红色)、CrO42-(黄色)等形式存在。Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：

(1)Cr2O72-中元素铬(Cr)的化合价为_____。

(2)Cr3+与Al3+的化学性质相似。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入溶液直至过量，可观察到的现象是____。

(3)CrO42-和Cr2O72-在溶液中可相互转化：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，室温下，初始浓度为1.0molL-1的Na2CrO4溶液中,c(Cr2O72-)随c(H+)的变化如图所示。

①溶液酸性增大，CrO42-的平衡转化率_________。（填“增大”“减小”或“不变”）。

②根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为___________。

③温度升高，溶液中CrO42-的平衡转化率减小，则该反应的ΔH____0(填“>、=、<”)。

Answer 1

【答案】+6 蓝紫色溶液变浅，产生灰蓝色沉淀，后沉淀溶解成为绿色溶液 增大 1×1014 <

【解析】

(1)根据化合物中元素化合价代数和等于0，O元素化合价为-2价分析；

(2)溶液Cr3+(蓝紫色)和氢氧化钠溶液反应生成Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，和氢氧化铝性质相似为两性氢氧化物，溶于强碱；

(3)①图象分析可知随氢离子浓度增大，铬酸根离子转化为重铬酸根离子；

②首先确定A点各种离子的浓度：c(Cr2O72-)=0.25mol/L，c(H+)=10-7mol/L，c(CrO42-)=0.5mol/L，然后依据平衡常数概念计算；

③根据平衡移动原理分析。

(1)在Cr2O72-，离子带有2个单位的负电荷，O元素化合价为-2价，则其中元素铬(Cr)的化合价为+6价；

(2)Cr3+与Al3+的化学性质相似可知Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液，先生成Cr(OH)3灰蓝色沉淀，继续加入NaOH后沉淀溶解，生成绿色Cr(OH)4-。所以观察到的现象是：蓝紫色溶液变浅，产生灰蓝色沉淀，后沉淀溶解成为绿色溶液；

(3)①溶液酸性增大，反应物浓度增大，化学平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O正向进行，使CrO42-的平衡转化率增大；

②A点Cr2O72-的浓度c(Cr2O72-)=0.25mol/L，则消耗的CrO42-的浓度c(CrO42-)=0.5mol/L，则溶液中的c(CrO42-)=1.0mol/L-0.25mol/L×2=0.5mol/L，H+浓度c(H+)=1.0×10-7mol/L，此时该转化反应的平衡常数为K==1.0×1014；

③温度升高，溶液中CrO42-的平衡转化率减小，说明平衡逆向移动。根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应，所以ΔH<0。