Question

（2010?汕頭一模）鉻是人體必需元素，如含量不足會影響糖類和脂類的代謝，過高則會引起急性中毒．有關含鉻化合物的相互轉化關系如下
回答下列問題：
（1）上述反應中需用氧化劑的是

④、⑧

（填編號）．
（2）工業上處理含Cr₂O₇^2-的廢水時，一般將劇毒的Cr₂O₇^2-轉化為Cr³⁺，以碳為陰極，鐵作陽極，電解處理含NaCl、Cr₂O₇^2-的酸性廢水．寫出電極反應和溶液中進行的反應的離子方程式：陽 極

Fe-2e-═Fe²⁺

陰 極

2H⁺+2e═H₂↑

溶液中

6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O

（3）反應⑤是可逆反應，在Na₂CrO₄溶液中加入稀硫酸，溶液由黃色逐漸變成橙色，寫出該反應的離子方程式

2CrO₄^2-+2H⁺Cr₂O₇^2-+H₂O

．
（4）已知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，首先生成的沉淀是

AgCl

．
（5）要將Fe³⁺溶液中的雜質離子Cr³⁺除去，可加入過量NaOH溶液，過濾后再用酸溶解．寫出有關的離子方程式

Cr³⁺+4OH^-═CrO₂^-+2H₂O；Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓、Fe（OH）₃+3H⁺═Fe³⁺+3H₂O

．

Answer 1

分析：（1）根據化合價的變化判斷反應是否需要氧化劑；
（2）鐵作陽極，電極本身被氧化，反應式為Fe-2e-═Fe²⁺，溶液呈酸性，H⁺離子在陰極放電生成氫氣，反應式為2H⁺+2e═H₂↑，生成的Fe²⁺離子與Cr₂O₇^2-離子發生氧化還原反應；
（3）在Na₂CrO₄溶液中加入稀硫酸，溶液由黃色逐漸變成橙色，說明黃色的CrO₄^2-離子與離子反應產生橙色的Cr₂O₇^2-離子；
（4）根據溶度積常數判斷開始沉淀時需要銀離子的濃度，以此判斷首先生成沉淀的物質；
（5）要將Fe³⁺溶液中的雜質離子Cr³⁺除去，可加入過量NaOH溶液，發生的反應分別有Cr³⁺+4OH^-═CrO₂^-+2H₂O；Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓，
過濾后再用酸溶解，反應為Fe（OH）₃+3H⁺═Fe³⁺+3H₂O．

解答：解：（1）反應Cr³⁺→CrO₄^2-，CrO₂^-→CrO₄^2-中，Cr元素的化合價都升高，被氧化，需加入氧化劑，故答案為：④、⑧；
（2）鐵作陽極，電極本身被氧化，反應式為Fe-2e-═Fe²⁺，溶液呈酸性，H⁺離子在陰極放電生成氫氣，反應式為2H⁺+2e═H₂↑，Fe²⁺離子與Cr₂O₇^2-離子發生氧化還原反應生成Fe³⁺離子
和Cr³⁺離子，反應離子方程式為6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案為：陽極：Fe-2e-═Fe²⁺； 陰極：2H⁺+2e═H₂↑；溶液中：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
（3）在Na₂CrO₄溶液中加入稀硫酸，溶液由黃色逐漸變成橙色，說明黃色的CrO₄^2-離子與離子反應產生橙色的Cr₂O₇^2-離子，
該反應為可逆反應，反應式為2CrO₄^2-+2H⁺ Cr₂O₇^2-+H₂O，故答案為：2CrO₄^2-+2H⁺ Cr₂O₇^2-+H₂O；
（4）根據溶度積常數判斷，開始生成Ag₂CrO₄沉淀時，c（Ag⁺）=

9.0×10-12 c(Cr  O -2 4 )

，開始生成AgCl沉淀時，c（Ag⁺）=

1.56×10-10

c(Cl-)

，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，開始生成沉淀時，后者需要的銀離子濃度較小，首先生成沉淀；故答案為：AgCl；
（5）要將Fe³⁺溶液中的雜質離子Cr³⁺除去，可加入過量NaOH溶液，發生的反應分別有Cr³⁺+4OH^-═CrO₂^-+2H₂O；Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓，過濾后再用酸溶解，
反應為Fe（OH）₃+3H⁺═Fe³⁺+3H₂O，故答案為：Cr³⁺+4OH^-═CrO₂^-+2H₂O；Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓、Fe（OH）₃+3H⁺═Fe³⁺+3H₂O．

點評：本題考查較為綜合，涉及氧化還原反應的判斷、電解、可逆反應、難溶電解質的轉化以及除雜等問題，題目難度中等，本題電解電極方程式的書寫以及除雜原理的探究等問題．