Question

汞（Hg）、鉻（Cr）是影響環(huán)境污染、生物效應(yīng)和人類健康的重金屬元素．
Ⅰ、鉻廣泛應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)、磁帶和錄像帶等方面．
（1）工業(yè)常采用“鋁在高溫條件下還原鉻綠（Cr₂O₃）”制備鉻單質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
Ⅱ、含鉻的工業(yè)廢水會導(dǎo)致慢性中毒．如圖1處理含+6價鉻的廢水時可得到鐵氧體（其組成可寫作[Fe²⁺Fe³⁺_（2-x） Cr³⁺_x]O₄）．
（2）加過量FeSO₄的目的是

 

．
（3）配平步驟①的反應(yīng)的離子方程式

 

Fe²⁺+

 

Cr₂O₇^2-+

 

=

 

Fe³⁺+

 

   Cr³⁺+

 

H₂O
并計算鐵氧體（[Fe²⁺Fe³⁺_（2-x） Cr³⁺_x]O₄）中X=

 

．
（4）下表是實驗檢測中心對某地區(qū)兩個點的土壤樣品（每個點分三層取樣，共6個樣品）進行了有機質(zhì)和鉻總量的測定，結(jié)果見下表．

樣品序號	取樣深度（m）	有機質(zhì)（×10-2g）	總鉻（×10-6g）
樣品A-1	0.00～0.30	2.81	114
樣品A-2	0.30～0.60	1.72	111
樣品A-3	1.20～1.80	1.00	88
樣品B-1	0.00～0.30	2.60	116
樣品B-2	0.30～0.60	2.48	112
樣品B-3	1.20～1.80	1.83	106

從表中你可以得出的結(jié)論有

 

（答一點即可）．
（5）工業(yè)上以鉻酸鉀（K₂CrO₄）為原料，電化學(xué)法制備重鉻酸鉀，裝置如圖2．反應(yīng)為：
4Kr₂CrO₄+4H₂O

通電  .

2Kr₂Cr₂O₇+4KOH+2H₂+O₂；已知K₂CrO₄鉻酸鉀溶液中存在平衡：
2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
通電后陽極區(qū)溶液由

 

變?yōu)?div id="mxqv9kz" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．原因是

 

．

Answer 1

考點：氧化還原反應(yīng)方程式的配平,電解原理的應(yīng)用實驗

專題：

分析：（1）三氧化二鉻與鋁在高溫條件下發(fā)生置換反應(yīng)生成鉻與三氧化二鋁；
（2）Cr₂O₇^2-具有氧化性，加入FeSO₄提供還原劑，把Cr₂O₇^2-還原；
（3）反應(yīng)中Cr₂O₇^2-→Cr³⁺，Cr元素化合價由+6價降低為+3價，共降低6價．Fe²⁺→Fe³⁺，F(xiàn)e元素的化合價由+2價升高為+3價，共升高1價，化合價升降最小公倍數(shù)為6，故Cr₂O₇^2-的系數(shù)為1，F(xiàn)e²⁺的系數(shù)為6，再結(jié)合原子守恒、電荷守恒確定缺項物質(zhì)，配平其它物質(zhì)系數(shù)；根據(jù)氧化還原反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等計算x；
（4）分析表中數(shù)據(jù)，得出結(jié)論；
（5）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(yīng)，氫離子濃度增大平衡正向進行，溶液呈橙色．

解答： 解：（1）三氧化二鉻與鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)的方程式為：Cr₂O₃+2Al

高溫  .

2Cr+Al₂O₃；
故答案為：Cr₂O₃+2Al

高溫  .

2Cr+Al₂O₃ ；
（2）Cr₂O₇^2-具有氧化性，加入FeSO₄提供還原劑，把Cr₂O₇^2-還原；
故答案為：還原Cr₂O₇^2-，為鐵氧體提供Fe²⁺；
（3）反應(yīng)中Cr₂O₇^2-→Cr³⁺，Cr元素化合價由+6價降低為+3價，共降低6價．Fe²⁺→Fe³⁺，F(xiàn)e元素的化合價由+2價升高為+3價，共升高1價，化合價升降最小公倍數(shù)為6，故Cr₂O₇^2-的系數(shù)為1，F(xiàn)e²⁺的系數(shù)為6，根據(jù)原子守恒Cr³⁺的系數(shù)為2，F(xiàn)e³⁺的系數(shù)為6，由氧原子守恒可知水前面系數(shù)為7，由氫守恒可知缺項為14H⁺，配平后方程式為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；根據(jù)氧化還原反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等列式：1×（2-x）=3x，解得x=0.5
故答案為：6；1；14H⁺；6；2；7；0.5；
（4）從表中數(shù)據(jù)可知，隨著取樣深度加深，有機質(zhì)的含量減少、總鉻量也減少；或者有機質(zhì)的污染來源于人為更大；
故答案為：隨著取樣深度加深，有機質(zhì)的含量減少、總鉻量也減少；或者有機質(zhì)的污染來源于人為更大；
（5）陽極室發(fā)生氧化反應(yīng)，氫氧根離子失去電子放電，電極反應(yīng)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：黃色；橙色；陽極發(fā)生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂，c（H⁺）增大，使2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O平衡向右移動．

點評：本題考查了氧化還原反應(yīng)方程式的配平，電解原理、平衡的移動等，難度較大，注意利用守恒原理．