分析 (1)溶液Cr3+(藍紫色)和氫氧化鈉溶液反應生成Cr(OH)3為難溶于水的灰藍色固體,和氫氧化鋁性質相似為兩性氫氧化物,溶于強堿;
(2)①圖象分析可知隨氫離子濃度增大,鉻酸根離子轉化為重鉻酸根離子;A點c(Cr2O72-)=0.25mol/L,c(H+)=10-7mol/L,c(CrO42-)=0.5mol/L,依據(jù)平衡常數(shù)概念計算,K=$\frac{c(C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-})}{{c}^{2}({H}^{+}){c}^{2}(Cr{{O}_{4}}^{2-})}$;
②溶液酸性增大,平衡2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O正向進行,CrO42-的平衡轉化率增大;A點Cr2O72-的濃度為0.25mol/L,則消耗的CrO42-的濃度為0.5mol/L,則溶液中的c(CrO42-)=1.0mol/L-0.25mol/L×2=0.5mol/L,H+濃度為1×10-7mol/L,計算反應的平衡常數(shù);
③升高溫度,溶液中CrO42-的平衡轉化率減小,平衡逆向移動,升高溫度平衡向吸熱方向移動,據(jù)此判斷;
(3)利用NaHSO3的還原性將廢液中的Cr2O72-還原成Cr3+;
(4)三價鉻Cr(Ⅲ)與雙氧水反應可用于合成鉻黃(PbCrO4),發(fā)生的是氧化還原反應,反應達到平衡狀態(tài)達到最大轉化率,溫度升高過氧化氫分解平衡逆向進行;
(5)n(KMnO4)=0.4000mol/L×20ml×10-3L/ml=8.000×10-3mol,
n(Fe2+)=5×8.000×10-3mol=0.04000mol,依據(jù)發(fā)鹽的化學式可知在久置的發(fā)鹽中n(Al3+)2×[0.04000mol+n(Fe3+)],加入氨水后市場的干燥固體粉末中,
n(Al2O3)=0.04000mol+n(Fe3+)
n(Fe2O3)=$\frac{1}{2}$[0.04000mol+n(Fe3+)]
102g/mol×[0.04000mol+n(Fe3+)]+160g/mol×$\frac{1}{2}$×[0.04000mol+n(Fe3+)]=9.10g
n(Fe3+)=001000mol
n(Al3+)=2×[0.04000mol+n(Fe3+)]=0.1000mol
n(SO42-)=2n(Al3+)=0.2000mol
久置的發(fā)鹽中的陽離子所帶電荷總數(shù):3n(Al3+)+2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=0.4100mol
而已知的陰離子所帶電荷總數(shù)2n(SO42-)=0.4000mol<0.4100mol,由于發(fā)鹽在空氣中被氧化,故其中還可能存在0.01000molOH-或0.00500molCO32-,據(jù)此書寫化學式.
解答 解:(1)Cr3+與Al3+的化學性質相似可知Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液,先生成Cr(OH)3灰藍色沉淀,繼續(xù)加入NaOH后沉淀溶解,生成綠色Cr(OH)4-;
故答案為:藍紫色溶液變淺,同時有灰藍色沉淀生成,然后沉淀逐漸溶解形成綠色溶液;
(2)①隨著H+濃度的增大,CrO42-轉化為Cr2O72-的離子反應式為:2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O,
故答案為:2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O;
②溶液酸性增大,平衡2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O正向進行,CrO42-的平衡轉化率增大;A點Cr2O72-的濃度為0.25mol/L,則消耗的CrO42-的濃度為0.5mol/L,則溶液中的c(CrO42-)=1.0mol/L-0.25mol/L×2=0.5mol/L,H+濃度為1×10-7mol/L,此時該轉化反應的平衡常數(shù)為 K=K=$\frac{c(C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-})}{{c}^{2}({H}^{+}){c}^{2}(Cr{{O}_{4}}^{2-})}$=$\frac{0.25}{0.{5}^{2}×(1{0}^{-7})^{2}}$=1.0×1014,
故答案為:增大;1.0×1014;
③升高溫度,溶液中CrO42-的平衡轉化率減小,平衡逆向移動,說明正方向放熱,則該反應的△H<0,
故答案為:小于;
(3)利用NaHSO3的還原性將廢液中的Cr2O72-還原成Cr3+,發(fā)生反應的離子方程式為:5H++Cr2O72-+3HSO3-=2Cr3++3SO42-+4H2O,
故答案為:5H++Cr2O72-+3HSO3-=2Cr3++3SO42-+4H2O;
(4)三價鉻Cr(Ⅲ)與雙氧水反應可用于合成鉻黃(PbCrO4),發(fā)生的是氧化還原反應,圖象分析可知反應達到平衡狀態(tài)達到最大轉化率,溫度升高超過70℃時過氧化氫分解,使平衡逆向進行,Cr(Ⅲ)轉化率下降,
故答案為:較高溫度下雙氧水分解;
(5)n(KMnO4)=0.4000mol/L×20ml×10-3L/ml=8.000×10-3mol,
n(Fe2+)=5×8.000×10-3mol=0.04000mol,依據(jù)發(fā)鹽的化學式可知在久置的發(fā)鹽中n(Al3+)2×[0.04000mol+n(Fe3+)],加入氨水后市場的干燥固體粉末中,
n(Al2O3)=0.04000mol+n(Fe3+)
n(Fe2O3)=$\frac{1}{2}$[0.04000mol+n(Fe3+)]
102g/mol×[0.04000mol+n(Fe3+)]+160g/mol×$\frac{1}{2}$×[0.04000mol+n(Fe3+)]=9.10g
n(Fe3+)=001000mol
n(Al3+)=2×[0.04000mol+n(Fe3+)]=0.1000mol
n(SO42-)=2n(Al3+)=0.2000mol
久置的發(fā)鹽中的陽離子所帶電荷總數(shù):3n(Al3+)+2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=0.4100mol
而已知的陰離子所帶電荷總數(shù)2n(SO42-)=0.4000mol<0.4100mol,由于發(fā)鹽在空氣中被氧化,故其中還可能存在0.01000molOH-或0.00500molCO32-,
該發(fā)鹽的可能組成為n(Al3+):[n(Fe2+)+n(Fe3+)]:n(OH-):n(SO42-)=0.1:0.05:0.01:0.2=10:5:1:20,化學式為:Al10Fe5(OH)(SO4)20,
n(Al3+):[n(Fe2+)+n(Fe3+)]:n(CO32-):n(SO42-)=0.1:0.05:0.005:0.2=20:10:1:40,化學式為Al20Fe10(CO3)(SO4)40,
答:化學式為Al20Fe10(CO3)(SO4)40.
點評 本題考查化學反應原理的分析與探究、化學平衡常數(shù)、溶度積常數(shù)的計算的知識、化學式計算應用、氧化還原反應定量計算的分析判斷,注意平衡常數(shù)的理解應用,題目難度較大.
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 元素的非金屬性:c>b | |
B. | a與b只能形成化合物ab和ab2 | |
C. | c和其他3種元素均能形成離子化合物 | |
D. | c與d形成的化合物能促進水的電離 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
選項 | 實驗操作 | 現(xiàn)象 | 結論 |
A | 將銅粉加入1.0mol•L-1Fe2(SO4)3溶液中 | 銅粉溶解 | 金屬銅比鐵活潑 |
B | 將pH試紙放在玻片上,用玻璃棒蘸取某新制氯水,點在pH試紙中央,與標準比色卡對照 | pH=2 | 氯氣與水反應生成了強酸 |
C | 向含有Fe2+的MgSO4溶液中,先加H2O2溶液,然后再調溶液的pH約為5 | 有紅褐色沉淀生成 | Fe2+被H2O2氧化為Fe3+ |
D | 將KI和FeCl3溶液在試管中混合后,加入汽油,振蕩,靜置 | 下層溶液顯紫紅色 | 生成的I2全部溶于汽油中 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 反應①是置換反應 | B. | 反應②是復分解反應 | ||
C. | 反應①中TiO2是氧化劑 | D. | 反應②中金屬鎂是還原劑 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 使甲基橙試液變紅的溶液中:Al3+ Cu2+NO3-SO42- | |
B. | pH>7的溶液中:Na+Mg2+SO42-I- | |
C. | 由水電離出的c(H+)=l.0×10-13 mol•L-1的溶液中:Na+CO32-SO32-Cl- | |
D. | 加鋁粉能產生大量H2的溶液中:Na+NH4+NO3-Cl- |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | SO2具有還原性,可用于漂白紙漿 | |
B. | MgO熔點高,可用作耐高溫材料 | |
C. | KAl(SO4)2•12H2O易溶于水,可用作凈水劑 | |
D. | NH4Cl受熱易分解,可用作氮肥 |
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