Question

工业废水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理．该法的工艺流程为：
CrO₄^2-Cr₂O₇^2-Cr³⁺Cr（OH）₃↓
其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
（1）若平衡时溶液呈强酸性，则溶液显______色
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是______．
A．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的浓度相同　　　　　　　　　 B．溶液的颜色不变
C．CrO₄^2-的消耗速率是Cr₂O₇^2-生成速率的2倍　　 D．溶液的pH值不变
（3）第②步中，还原0.01mol Cr₂O₇^2-离子，需要______mol的FeSO₄?7H₂O．
（4）Cr（OH）₃在水溶液中有两种电离方式，并存在以下平衡：
H⁺+CrO₂^-（亮绿色）+H₂O?Cr（OH）₃（s）?Cr³⁺（紫色）+3OH^-
下列有关说法中正确的是______
a、加酸平衡向右移动，生成Cr³⁺；加碱平衡向左移动，生成CrO₂^-
b、在一定条件下存在反应：Cr（OH）₃+OH^-→CrO₂^-+2H₂O；Cr（OH）₃+3H⁺→Cr³⁺+3H₂O
c、Cr³⁺盐溶液中加入NaOH溶液，先产生沉淀，后沉淀消失，溶液变成无色
d、Cr（OH）₃（固）在水中存在三个平衡．

Answer 1

解：（1）c（H⁺）增大，平衡2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O右移，溶液呈橙色，
故答案为：橙；
（2）2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
A．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的浓度相同，不一定平衡，故A错误；
B．溶液的颜色不变，证明各组分的浓度不随时间的变化而变化，故B正确；
C．CrO₄^2-的消耗速率表示v_正，Cr₂O₇^2-生成速率也表示v_正，从开始到平衡2v_证（CrO₄^2-）=v_正（Cr₂O₇^2-）不是平衡状态，故C错误；
D．溶液的pH值不变，即溶液的酸性不变，氢离子浓度不变，达到了化学平衡状态，故D正确；
故选BD；
（3）第②步中，还原Cr₂O₇^2-离子，铬元素从+6价被还原成+3价，还原0.01mol Cr₂O₇^2-离子，即得到了0.06mol的电子，根据氧化还原反应中的电子守恒，硫酸亚铁中的亚铁离子要变为三价铁离子，即需要0.06mol的FeSO₄?7H₂O，
故答案为：0.06；
（4）a．根据化学平衡移动的影响，可以知道加酸则平衡向右移动，则生成Cr³⁺盐，加碱则平衡向左移动，生成亚铬酸盐（CrO₂^-），故a正确；
b．Cr元素的氢氧化物在水中有两种电离方式，所以Cr（OH）₃+OH^-→CrO₂^-+2H₂O；Cr（OH）₃+3H⁺→Cr³⁺+3H₂O，故b正确；
c．Cr³⁺盐中加入NaOH溶液，先产生沉淀氢氧化铬，后沉淀消失，溶液变成NaCrO₂，溶液显示亮绿色，故c错误；
d．Cr（OH）₃（固）在水中的存在沉淀溶解平衡和电离平衡两大平衡体系，故d错误；
故选ab．
分析：（1）根据外界条件对平衡的影响来确定平衡移动方向，从而确定离子浓度大小和溶液颜色变化；
（2）根据判断平衡状态的方法：V_正=V_逆，或各组分的浓度保持不变则说明已达平衡，也可根据化学平衡状态的特征：逆、定、动、变、等来回答判断；
（3）根据氧化还原反应中的电子守恒知识来计算回答；
（4）a．根据浓度对化学平衡移动的影响知识来回答；
b．根据Cr元素的氢氧化物在水中有两种电离方式来回答；
c．Cr³⁺盐中加入NaOH溶液，先产生沉淀，后沉淀消失，溶液变成NaCrO₂；
d．Cr（OH）₃（固）在水中的存在的平衡体系知识来回答．
点评：本题主要考查了化学平衡移动原理、氧化还原反应、沉淀溶解平衡等内容，解题须根据题给信息结合相关原理进行解答，题目难度中等．