Question

（12分）鉻化學豐富多彩，由于鉻光澤度好，常將鉻鍍在其他金屬表面，同鐵、鎳組成各種性能的不銹鋼。K₂Cr₂O₇和CrO₃大量用于鞣革、印染、顏料、電鍍等工業中，是工業上造成鉻污染的主要原因。近期暴光的“毒膠囊”事件中，就是因為用工業皮革的下腳料或破皮鞋等為原料制成的工業明膠被冒充成食用明膠制成膠囊，造成膠囊內的鉻嚴重超標。
（1）CrO₃的熱穩定性較差，加熱時逐步分解，其固體殘留率隨溫度的變化如圖所示。 

①A 點時剩余固體的成分是       （填化學式）。
②從開始加熱到 750K 時總反應方程式為                             。
（2）Cr(Ⅵ)主要以CrO₄^2－和Cr₂O₇^2－形態存在，在酸性條件下具有很強的氧化性，它們在溶液中存在如下轉化：CrO₄^2－(黃色)+2H⁺ Cr₂O₇^2－(橙色）+H₂O；K=4.2×10¹⁴。若要使溶液由黃色變橙色，則應采取的措施是             。

A．加NaOH

B．加鹽酸

C．加硫酸

D．加AgNO3

（3）工業廢水中常含有一定量的Cr(Ⅵ)，毒性較大，它們會對人類及生態系統產生很大損害。凈化處理方法之一是將含Cr₂O₇^2－的廢水放入電解槽內，用鐵作陽極，加入適量的NaCl進行電解：陽極區生成的Fe^2＋和Cr₂O₇^2－發生反應，生成的Fe^3＋和Cr^3＋在陰極區與OH^－結合生成Fe(OH)₃和Cr(OH)₃沉淀以除去[已知K_spFe(OH)₃＝4.0×10^－38，K_spCr(OH)₃＝6.0×10^－31]。
①電解過程中 NaCl 的作用是                               。
②寫出陽極的電極反應式                                   。 
③寫出Fe^2＋和Cr₂O₇^2－發生反應生成Fe^3＋和Cr^3＋的離子反應方程式                  。
④已知電解后的溶液中c(Fe^3＋)=2.0×10^－13 mol·L^－1，則溶液中c(Cr^3＋)為  mol·L^－1。

Answer 1

（1）①Cr₃O₈（或CrO_2.67) （2分）   ② 4CrO₃2Cr₂O₃＋3O₂↑（2分）
（2）C （2分）   (3) ①增強溶液的導電性 （1分）  ②Fe-2e^－=Fe²⁺    （1分）
③6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O （2分）④3.0×10^－6  （2分）

（1）①假設固體是100g，物質的量是1mol，其中氧原子是3mol。A點固體是94.67g，減少點質量是5.33g，即減少的氧原子是0.333mol，所以產生Cr和氧原子的物質的量之比是1︰（3－1/3）=3︰8,所以化學式為Cr₃O₈。
②加熱到 750K 時，剩余固體質量是76.0g。根據①計算原理同樣可以得出此時固體是Cr₂O₃，剩余方程式為4CrO₃2Cr₂O₃＋3O₂↑。
（2）要使溶液由黃色變橙色，則平衡應該向正反應方向移動，所以增大氫離子濃度可以，A不正確，由于濃鹽酸能被氧化，不能選擇B，C正確。D中會生成鉻酸銀沉淀，向逆反應方向移動，不正確，答案選C。
（3）①由于水的導電能量較差，而氯化鈉是強電解質，能增強溶液的導電性。
②陽極失去電子，鐵是陽極，所以方程式為Fe-2e^－=Fe²⁺。
③根據反應物和生成物可知，方程式為6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O。
④根據二者的溶度積常數表達式可知，溶液中。由于電解后的溶液中c(Fe³⁺)為2.0×10^－13 mol·L^－1，則溶液中c(Cr³⁺)為。