Question

汞（Hg）、铬（Cr）是影响环境污染、生物效应和人类健康的重金属元素．
Ⅰ、铬广泛应用于钢铁工业、磁带和录像带等方面．
（1）工业常采用“铝在高温条件下还原铬绿（Cr₂O₃）”制备铬单质，该反应的化学方程式为

 

．
Ⅱ、含铬的工业废水会导致慢性中毒．如图1处理含+6价铬的废水时可得到铁氧体（其组成可写作[Fe²⁺Fe³⁺_（2-x） Cr³⁺_x]O₄）．
（2）加过量FeSO₄的目的是

 

．
（3）配平步骤①的反应的离子方程式

 

Fe²⁺+

 

Cr₂O₇^2-+

 

=

 

Fe³⁺+

 

   Cr³⁺+

 

H₂O
并计算铁氧体（[Fe²⁺Fe³⁺_（2-x） Cr³⁺_x]O₄）中X=

 

．
（4）下表是实验检测中心对某地区两个点的土壤样品（每个点分三层取样，共6个样品）进行了有机质和铬总量的测定，结果见下表．

样品序号	取样深度（m）	有机质（×10-2g）	总铬（×10-6g）
样品A-1	0.00～0.30	2.81	114
样品A-2	0.30～0.60	1.72	111
样品A-3	1.20～1.80	1.00	88
样品B-1	0.00～0.30	2.60	116
样品B-2	0.30～0.60	2.48	112
样品B-3	1.20～1.80	1.83	106

从表中你可以得出的结论有

 

（答一点即可）．
（5）工业上以铬酸钾（K₂CrO₄）为原料，电化学法制备重铬酸钾，装置如图2．反应为：
4Kr₂CrO₄+4H₂O

通电  .

2Kr₂Cr₂O₇+4KOH+2H₂+O₂；已知K₂CrO₄铬酸钾溶液中存在平衡：
2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
通电后阳极区溶液由

 

变为

 

．原因是

 

．

Answer 1

考点：氧化还原反应方程式的配平,电解原理的应用实验

专题：

分析：（1）三氧化二铬与铝在高温条件下发生置换反应生成铬与三氧化二铝；
（2）Cr₂O₇^2-具有氧化性，加入FeSO₄提供还原剂，把Cr₂O₇^2-还原；
（3）反应中Cr₂O₇^2-→Cr³⁺，Cr元素化合价由+6价降低为+3价，共降低6价．Fe²⁺→Fe³⁺，Fe元素的化合价由+2价升高为+3价，共升高1价，化合价升降最小公倍数为6，故Cr₂O₇^2-的系数为1，Fe²⁺的系数为6，再结合原子守恒、电荷守恒确定缺项物质，配平其它物质系数；根据氧化还原反应中转移电子数相等计算x；
（4）分析表中数据，得出结论；
（5）依据电解原理分析，溶液中阴离子放电，氢氧根离子失电子发生氧化反应，氢离子浓度增大平衡正向进行，溶液呈橙色．

解答： 解：（1）三氧化二铬与铝发生铝热反应的方程式为：Cr₂O₃+2Al

高温  .

2Cr+Al₂O₃；
故答案为：Cr₂O₃+2Al

高温  .

2Cr+Al₂O₃ ；
（2）Cr₂O₇^2-具有氧化性，加入FeSO₄提供还原剂，把Cr₂O₇^2-还原；
故答案为：还原Cr₂O₇^2-，为铁氧体提供Fe²⁺；
（3）反应中Cr₂O₇^2-→Cr³⁺，Cr元素化合价由+6价降低为+3价，共降低6价．Fe²⁺→Fe³⁺，Fe元素的化合价由+2价升高为+3价，共升高1价，化合价升降最小公倍数为6，故Cr₂O₇^2-的系数为1，Fe²⁺的系数为6，根据原子守恒Cr³⁺的系数为2，Fe³⁺的系数为6，由氧原子守恒可知水前面系数为7，由氢守恒可知缺项为14H⁺，配平后方程式为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；根据氧化还原反应中转移电子数相等列式：1×（2-x）=3x，解得x=0.5
故答案为：6；1；14H⁺；6；2；7；0.5；
（4）从表中数据可知，随着取样深度加深，有机质的含量减少、总铬量也减少；或者有机质的污染来源于人为更大；
故答案为：随着取样深度加深，有机质的含量减少、总铬量也减少；或者有机质的污染来源于人为更大；
（5）阳极室发生氧化反应，氢氧根离子失去电子放电，电极反应为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O 或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，阳极区氢离子浓度增大，平衡右移，溶液由黄色逐渐变为橙色；
故答案为：黄色；橙色；阳极发生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂，c（H⁺）增大，使2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O平衡向右移动．

点评：本题考查了氧化还原反应方程式的配平，电解原理、平衡的移动等，难度较大，注意利用守恒原理．