Question

【題目】研究+6價鉻鹽不同條件下微粒存在形式及氧化性，某小組同學進行如下實驗：

已知：Cr2O72- (橙色)+H2O2CrO42-(黃色)+2H+ △H= +13.8 kJ/mol，+6價鉻鹽在一定條件下可被還原為Cr3+，Cr3+在水溶液中為綠色。

（1）試管c和b對比，推測試管c的現象是________。

（2）試管a和b對比，a中溶液橙色加深。甲認為溫度也會影響平衡的移動，橙色加深不一定是c(H+)增大影響的結果；乙認為橙色加深一定是c(H+)增大對平衡的影響。你認為是否需要再設計實驗證明？____（“是”或“否”），理由是_________________________________。

（3）對比試管a、b、c的實驗現象，得到的結論是________________。

（4）試管c繼續滴加KI溶液、過量稀H2SO4，分析上圖的實驗現象，得出的結論是_______；寫出此過程中氧化還原反應的離子方程式________________。

（5）小組同學用電解法處理含Cr2O72-廢水，探究不同因素對含Cr2O72-廢水處理的影響，結果如下表所示（Cr2O72-的起始濃度，體積、電壓、電解時間均相同）。

實驗	ⅰ	ⅱ	ⅲ	ⅳ
是否加入Fe2(SO4)3	否	否	加入5g	否
是否加入H2SO4	否	加入1mL	加入1mL	加入1mL
電極材料	陰、陽極均為石墨	陰、陽極均為石墨	陰、陽極均為石墨	陰極為石墨，陽極為鐵
Cr2O72-的去除率/%	0.922	12.7	20.8	57.3

①實驗ⅱ中Cr2O72-放電的電極反應式是________________。

②實驗ⅲ中Fe3+去除Cr2O72-的機理如圖所示，結合此機理，解釋實驗iv中Cr2O72-去除率提高較多的原因_______________。

Answer 1

【答案】 溶液變黃色 否 Cr2O72-（橙色）+H2O2CrO42-（黃色）+ 2H+正向是吸熱反應，若因濃H2SO4溶于水而溫度升高，平衡正向移動，溶液變為黃色。而實際的實驗現象是溶液橙色加深，說明橙色加深就是增大c(H+)平衡逆向移動的結果 堿性條件下，+6價鉻主要以CrO42-存在；酸性條件下，主要以Cr2O72-存在 堿性條件下，CrO42-不能氧化I-；酸性條件下，Cr2O72-能氧化I-。（或Cr2O72-氧化性強于CrO42-） 6I-+ Cr2O72-+14H+==3I2+ 2Cr3++ 7H2O Cr2O72-+ 6e一+14H+==2Cr3++ 7H2O 陽極Fe失電子生成Fe2+，Fe2+與Cr2O72-在酸性條件下反應生成Fe3+，Fe3+在陰極得電子生成Fe2+，繼續還原Cr2O72-，Fe2+循環利用提高了Cr2O72-的去除率

【解析】（1）針對Cr2O72- (橙色)+H2O2CrO42-(黃色)+2H+反應來說，試管c中加入堿，消耗了H+，平衡右移，溶液變黃色；正確答案：溶液變黃色。

（2）Cr2O72-（橙色）+H2O2CrO42-（黃色）+ 2H+正向是吸熱反應，若因濃H2SO4溶于水而溫度升高，平衡正向移動，溶液變為黃色。而實際的實驗現象是溶液橙色加深，說明橙色加深就是增大c(H+)平衡逆向移動的結果；正確答案：否；Cr2O72-（橙色）+H2O2CrO42-（黃色）+ 2H+正向是吸熱反應，若因濃H2SO4溶于水而溫度升高，平衡正向移動，溶液變為黃色。而實際的實驗現象是溶液橙色加深，說明橙色加深就是增大c(H+)平衡逆向移動的結果。

（3）對比試管a、b、c的實驗現象，得到的結論在酸堿性不同的情況下，溶液中主要存在的離子不同；堿性條件下，+6價鉻主要以CrO42-存在；酸性條件下，主要以Cr2O72-存在；正確答案：堿性條件下，+6價鉻主要以CrO42-存在；酸性條件下，主要以Cr2O72-存在。

（4）從實驗現象分析可知：堿性條件下，CrO42-不能氧化I-，所以無明顯變化；酸性條件下，Cr2O72-能氧化I-，本身被還原為Cr3+，變為墨綠色溶液；此過程中氧化還原反應的離子方程式：. 6I-+ Cr2O72-+14H+==3I2+ 2Cr3++ 7H2O ；正確答案：堿性條件下，CrO42-不能氧化I-；酸性條件下，Cr2O72-能氧化I-。（或Cr2O72-氧化性強于CrO42-）；6I-+ Cr2O72-+14H+==3I2+ 2Cr3++ 7H2O。

（5）①實驗ⅱ中Cr2O72-在陰極被還原為Cr3+，電極反應式Cr2O72-+ 6e一+14H+==2Cr3++ 7H2O；正確答案：Cr2O72-+ 6e一+14H+==2Cr3++ 7H2O。

②根據圖示分析可知：陽極Fe失電子生成Fe2+，Fe2+與Cr2O72-在酸性條件下反應生成Fe3+，Fe3+在陰極得電子生成Fe2+，繼續還原Cr2O72-，Fe2+循環利用提高了Cr2O72-的去除率；正確答案：陽極Fe失電子生成Fe2+，Fe2+與Cr2O72-在酸性條件下反應生成Fe3+，Fe3+在陰極得電子生成Fe2+，繼續還原Cr2O72-，Fe2+循環利用提高了Cr2O72-的去除率。