Question

（1）工業(yè)酸性廢水中含Cr₂O₇^2-離子會(huì)造成鉻污染，排放前先將Cr₂O₇^2-還原成Cr³⁺，并轉(zhuǎn)化成Cr（OH）₃除去，工業(yè)上采用的方法是向廢水中加入NaCl，以鐵為電極進(jìn)行電解，同時(shí)鼓入空氣．結(jié)果溶液的PH值不斷升高，溶液由酸性轉(zhuǎn)變?yōu)閴A性．Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為毒性較低的Cr³⁺的離子方程式為：

 

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（2）在室溫下，向0.02mol?L^-1的Na₂CrO₄溶液中滴加0.01mol?L^-1稀硫酸，溶液由黃色轉(zhuǎn)變?yōu)槌燃t色的Na₂Cr₂O₇，在此轉(zhuǎn)化過(guò)程中，各物質(zhì)濃度變化如圖所示：該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

（3）Ag₂CrO₄為磚紅色沉淀，以2～3滴K₂CrO₄為指示劑，用AgNO₃溶液滴定含Cl^-的溶液，可測(cè)定溶液中的c（Cl^-）．Ag₂CrO₄、AgCl的K_SP分別為9.0×10^-12和1.56×10^-10．滴定過(guò)程中首先析出沉淀為

 

，達(dá)到滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

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（4）該沉淀滴定要控制K₂CrO₄的濃度和溶液的PH值，其PH范圍應(yīng)在6.5～10.5，若PH＜6.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏高．請(qǐng)用平衡移動(dòng)原理分析為什么結(jié)果會(huì)偏高．

 

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Answer 1

考點(diǎn)：離子方程式的有關(guān)計(jì)算,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專(zhuān)題：

分析：（1）Cr₂O₇^2-被Fe²⁺還原成Cr³⁺，F(xiàn)e²⁺被氧化為Fe³⁺；
（2）CrO₄^2-在酸性條件下轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-；根據(jù)平衡常數(shù)用化學(xué)平衡的生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度的冪次方乘積計(jì)算；
（3）根據(jù)溶度積計(jì)算沉淀需要的Ag⁺的濃度，濃度小的首先轉(zhuǎn)化為沉淀；由于存在2 CrO₄^2-+2 H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，若小于6.5，氫離子濃度較大，則該平衡向右移動(dòng)c（CrO₄^2-）減小，形成沉淀時(shí)消耗的c（Ag⁺）偏大；
（4）由于存在2 CrO₄^2-+2 H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，若小于6.5，氫離子濃度較大，則該平衡向右移動(dòng)c（CrO₄^2-）減小，形成沉淀時(shí)消耗的c（Ag⁺）偏大．

解答： 解：（1）Cr₂O₇^2-被Fe²⁺還原成Cr³⁺，F(xiàn)e²⁺被氧化為Fe³⁺，其反應(yīng)離子方程式為：Cr₂O₇^2-+6 Fe²⁺+14H⁺=6 Fe³⁺+2 Cr³⁺+7 H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
（2）CrO₄^2-在酸性條件下轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，其反應(yīng)的方程式為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，因此K=

c(Cr2O72-)

C2(CrO42-)×C(H+)

=

5×10-3

(1×10-2)2×1×10-2

=5×10⁵（mol?L^-1）^-3；
故答案為：5×10⁵（mol?L^-1）^-3；
（3）Ag₂CrO₄和AgCl的Ksp分別為9.0×10^-12、1.56×10^-10，向含有相同濃度的Na₂CrO₄和NaCl的混合溶液中逐滴加入硝酸銀溶液，設(shè)Na₂CrO₄和NaCl的濃度都為1mol/L，Ag₂CrO₄沉淀時(shí)需要的c（Ag⁺）=

9.0×10-12

=3×10^-6，AgCl沉淀時(shí)需要的c（Ag⁺）=1.56×10^-10，則AgCl先沉淀；
滴定過(guò)程中首先析出沉淀為AgCl，當(dāng)氯離子完全沉淀以后，開(kāi)始生成Ag₂CrO₄磚紅色沉淀，則滴入最后一滴硝酸銀溶液時(shí)，溶液中出現(xiàn)磚紅色深沉；
故答案為：AgCl；加入最后一滴AgNO₃溶液出現(xiàn)磚紅色沉淀；
（4）由于存在2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，若小于6.5，氫離子濃度較大，則該平衡向右移動(dòng)，c（CrO₄^2-）減小，根據(jù)Ag₂CrO₄的K_SP可知c（CrO₄^2-）減小，則需要的c（Ag⁺）增大，則測(cè)定結(jié)果增大，
故答案為：由于存在2CrO₄^2-+2 H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，若小于6.5則該平衡向右移動(dòng)c（CrO₄^2-）減小，根據(jù)Ag₂CrO₄的K_SP，c（CrO₄^2-）減小，則需要的c（Ag⁺）增大，則測(cè)定結(jié)果增大．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了沉淀滴定的原理和應(yīng)用，題目難度較大，注意掌握難溶電解質(zhì)的溶解平衡平衡常數(shù)的計(jì)算．注意把握題目信息．