Question

8．已知重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）是一種中學實驗室常用的強氧化劑．重鉻酸鉀溶液中存在以下平衡：2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙紅色）+H₂O．
①實驗室可用K₂Cr₂O₇固體與濃鹽酸混合加熱制備氯氣，K₂Cr₂O₇被還原為綠色的Cr³⁺．寫出該反應的離子方程式Cr₂O₇^2-+14H⁺+6Cl^-═2Cr³⁺+3Cl₂↑+7H₂O
②25℃時，向100mL 0.01mol/L的重鉻酸鉀溶液中滴加AgNO₃溶液，最終只生成一種磚紅色沉淀（Ag₂CrO₄）．當溶液中Cr元素完全沉淀時，c（Ag⁺）=3.35×10^-3mol/L．[已知25℃時，Ksp（Ag₂CrO₄）=1.12×10^-12，Ksp（Ag₂Cr₂O₇）=2×10^-7 ]
③工業(yè)上以鉻酸鉀（K₂CrO₄）為原料，采用電化學法制備重鉻酸鉀．制備裝置如圖所示（陽離子交換膜只允許陽離子透過）：通電后陽極室產(chǎn)生的現(xiàn)象為陽極產(chǎn)生無色氣體，溶液由黃色逐漸變?yōu)槌壬�，其電極反應式是4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O 或 2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺．

Answer 1

分析 ①K₂Cr₂O₇在加熱條件下可以氧化濃鹽酸產(chǎn)生氯氣，根據(jù)反應中元素化合價的升降相等配平離子方程式；
②由K_sp知Ag₂CrO₄更難溶，K₂Cr₂O₇溶液顯堿性，在堿性條件下Ag₂Cr₂O₇最終轉化成更難溶的Ag₂CrO₄，根據(jù)K_sp（Ag₂CrO₄），求出Ag⁺的物質(zhì)的量濃度；
③依據(jù)電解原理分析，溶液中陰離子放電，氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應，氫離子濃度增大平衡正向進行，溶液呈橙色．

解答 解：①K₂Cr₂O₇在加熱條件下可以氧化濃鹽酸產(chǎn)生氯氣，其還原產(chǎn)物為Cr³⁺，K₂Cr₂O₇中的Cr化合價由+6價變?yōu)镃r³⁺中的+3價，化合價變化3，Cl的化合價由-1價變?yōu)?價，化合價變化1，由于K₂Cr₂O₇中Cr的數(shù)目為2，氯氣中有2個氯原子，故K₂Cr₂O₇的計量數(shù)為1，Cl^-的計量數(shù)為6，反應的離子方程式為Cr₂O₇^2-+14H⁺+6Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cr³⁺+3Cl₂↑+7H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+14H⁺+6Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cr³⁺+3Cl₂↑+7H₂O；
②25℃時，Ag₂CrO₄的Ksp=1.12×10^-12，Ag₂Cr₂O₇的Ksp=2×10^-7，Ksp（Ag₂CrO₄）＜Ksp（Ag₂Cr₂O₇），形成沉淀時，Ag₂CrO₄所需Ag⁺濃度最小，即容易形成Ag₂CrO₄沉淀，Qc=c²（Ag⁺）×c（CrO₄^2-）=1.12×10^-12，c（Ag⁺）=$\root{3}{1.12×1{0}^{-7}}$≈3.35×10^-3，
故答案為：3.35×10^-3；
③陽極室發(fā)生氧化反應，氫氧根離子失去電子放電，電極反應為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O 或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，陽極區(qū)氫離子濃度增大，平衡右移，溶液由黃色逐漸變?yōu)槌壬��?br />故答案為：陽極產(chǎn)生無色氣體，溶液由黃色逐漸變?yōu)槌壬��?OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O 或 2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺．

點評 本題考查離子方程式的書寫、沉淀溶解平衡的計算、電化學等知識，掌握氧化還原反應原理、電解原理是解答關鍵，題目難度中等．