Question

2．鉻是不銹鋼中一種重要的元素，鉻的毒性與其存在的價(jià)態(tài)有關(guān)，低價(jià)鉻對人體基本無害，六價(jià)鉻比三價(jià)鉻毒性高100倍，并易被人體吸收且在體內(nèi)蓄積，有關(guān)含鉻化合物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖甲

回答下列問題：
（1）從圖中信息判斷，Cr（OH）₃是兩性氫氧化物（填寫“酸性”、“堿性”或“兩性”），相關(guān)反應(yīng)的離子方程式為Cr（OH）₃+3H⁺=Cr³⁺+3H₂O、Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O．
（2）圖中所示轉(zhuǎn)化過程中需要加入氧化劑的是dg（填寫表示轉(zhuǎn)化過程的小寫字母）．
（3）在水溶液中橙色的Cr₂O₇^2-與黃色的CrO₄^2-有下列平衡關(guān)系：Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺．
①向K₂Cr₂O₇稀溶液中加入NaOH溶液后，溶液顏色的變化是由橙色變?yōu)辄S色．
②以鉻酸鉀（K₂CrO₄）為原料，電化學(xué)法制備重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖乙：
陽極室中的電極反應(yīng)式是4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，陰極室中的KOH的物質(zhì)的量變大（填寫“變大”、“變小”或“不變”）．
（4）CrO₃具有強(qiáng)氧化性，熱穩(wěn)定性較差，加熱時逐步分解，其固體殘留率（$\frac{剩余固體的質(zhì)量}{原始固體的質(zhì)量}$×100%）隨溫度的變化如圖丙所示．
①三氧化鉻在稀硫酸環(huán)境中氧化乙醇，CrO₃變?yōu)榫G色的Cr₂（SO₄）₃，乙醇被完全氧化為CO₂，則其化學(xué)方程式是4CrO₃+C₂H₅OH+6H₂SO₄=2Cr₂（SO₄）₃+2CO₂↑+9H₂O．
②圖中B點(diǎn)所示固體的化學(xué)式是Cr₂O₃．

Answer 1

分析 （1）由圖轉(zhuǎn)化關(guān)系可知Cr（OH）₃可與酸反應(yīng)生成Cr³⁺，與堿反應(yīng)生成CrO₂^-；
（2）根據(jù)化合價(jià)的變化判斷，需加入氧化劑，則Cr元素化合價(jià)升高；
（3）①向K₂Cr₂O₇稀溶液中加入NaOH溶液，平衡正向移動；
②以鉻酸鉀（K₂CrO₄）為原料，電化學(xué)法制備重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇），由Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺可知，陽極生成氧氣和H⁺，Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺平衡逆向移動生成K₂Cr₂O₇，陰極生成OH^-；
（4）①酸性條件下，CrO₃和C₂H₅OH發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cr₂（SO₄）₃和CO₂，結(jié)合質(zhì)量守恒書寫；
②根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在變化過程中，Cr的質(zhì)量沒有變，計(jì)算B中Cr、O原子質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算計(jì)算氧原子和鉻原子的個數(shù)比確定化學(xué)式．

解答 解：（1）由圖轉(zhuǎn)化關(guān)系可知Cr（OH）₃可與酸反應(yīng)生成Cr³⁺，離子方程式為Cr（OH）₃+3H⁺=Cr³⁺+3H₂O，與堿反應(yīng)生成CrO₂^-，離子方程式為Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O，故答案為：兩性；Cr（OH）₃+3H⁺=Cr³⁺+3H₂O、Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O；
（2）Cr³⁺轉(zhuǎn)化為CrO₄^2-，CrO₂^-轉(zhuǎn)化為CrO₄^2-，Cr元素化合價(jià)升高，需加入氧化劑，故答案為：dg；
（3）①向K₂Cr₂O₇稀溶液中加入NaOH溶液，平衡正向移動，顏色由橙色變?yōu)辄S色，故答案為：由橙色變?yōu)辄S色；
②以鉻酸鉀（K₂CrO₄）為原料，電化學(xué)法制備重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇），由Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺可知，陽極生成氧氣和H⁺，電極方程式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，
Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺平衡逆向移動生成K₂Cr₂O₇，陰極生成OH^-，KOH的物質(zhì)的量變大，
故答案為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；變大；
（4）①酸性條件下，CrO₃和C₂H₅OH發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cr₂（SO₄）₃和CO₂，方程式為4CrO₃+C₂H₅OH+6H₂SO₄=2Cr₂（SO₄）₃+2CO₂↑+9H₂O，
故答案為：4CrO₃+C₂H₅OH+6H₂SO₄=2Cr₂（SO₄）₃+2CO₂↑+9H₂O；
②設(shè)CrO₃的質(zhì)量為100g，則CrO₃中鉻元素的質(zhì)量為100g×$\frac{52}{52+16×3}$=52g，B點(diǎn)時固體的質(zhì)量為：100g×76%=76g，Cr的質(zhì)量沒有變，所以生成物中Cr元素的質(zhì)量為52g，氧元素的質(zhì)量為76g-52g=24g，Cr、O原子個數(shù)比為$\frac{52}{52}$：$\frac{24}{16}$=2：3，所以B點(diǎn)時剩余固體的成分是Cr₂O₃，故答案為：Cr₂O₃．

點(diǎn)評 本題考查較綜合，涉及無機(jī)物推斷、氧化還原反應(yīng)、電解池原理等知識點(diǎn)，同時考查學(xué)生獲取信息、加工信息能力，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，題目難度中等．