Question

工业废水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理．某工厂使用还原沉淀法处理，该法的工艺流程为：CrO

2- 4

H+

①转化

CrO

2- 7

Fe2+

②还原

Cr³⁺

OH-

③沉淀

Cr（OH）₃↓
其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
（1）若平衡体系的pH=12，则溶液显

 

色．
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是

 

．
a．Cr₂O₇^2-的浓度不变 b．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的浓度相同c．2v（Cr₂O₇^2-）=v（CrO₄^2-）d．溶液的颜色不变
（3）第②步反应中，还原剂为

 

．
（4）电镀废液中Cr₂O₇^2-还可通过下列反应转化：
Cr₂O₇^2-（aq）+2Pb²⁺（aq）+H₂O（l）?2PbCrO₄（s）+2H⁺（aq）△H＜0
该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是

 

（5）泡沫灭火器中所用的原料是小苏打（NaHCO₃）和硫酸铝，写出泡沫灭火器中当两者混合时发生反应的离子方程式

 

．
（6）已知NaHSO₃溶液显酸性，其原因是

 

（用离子方程式和相关语言说明）

Answer 1

考点：化学平衡状态的判断,化学平衡的影响因素,盐类水解的应用

专题：

分析：（1）根据浓度对化学平衡移动的影响知识来回答；
（2）根据化学平衡状态的特征：逆、定、动、变、等来回答判断；
（3）化合价升高为还原剂；
（4）根据升高温度反应速率加快，平衡逆向移动，pH越大，平衡正向移动，Pb²⁺的浓度越大，平衡正向移动，结合图象分析；
（5）泡沫灭火器中铝离子和碳酸氢根离子在水溶液中发生双水解反应，生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体；
（6）依据弱酸酸式根在溶液中既能水解又能电离分析．

解答： 解：（1）若平衡体系的pH=12，在碱性环境下，化学平衡2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O逆向移动，溶液显示黄色，故答案为：黄；
（2）a．Cr₂O₇^2-的浓度不变，说明达到平衡，故a正确；
b．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的浓度相同，不一定平衡，故b错误；
c．2v_正（Cr₂O₇^2-）=v_逆（CrO₄^2-）是平衡状态，故c错误；
d．溶液的颜色不变，证明各组分的浓度不随时间的变化而变化，故d正确；故选ad；
（3）化合价升高，是氧化还原反应中的还原剂，在第②步反应中，亚铁离子化合价升高，为还原剂，Cr元素的化合价降低，为氧化剂，故答案为：Fe²⁺；
（4）A．升高温度平衡逆向移动，化学平衡常数减小，与图象一致，故A正确；
B．pH越大，平衡正向移动的趋势越大，Cr₂O₇^2-转化率增大，与图象不符，故B错误；
C．升高温度，反应速率增大，与图象不符，故C错误；
D．Pb²⁺的浓度越大，平衡正向移动，Cr₂O₇^2-的物质的量越小，与图象不符，故D错误；故答案为：A；
（5）泡沫灭火器中铝离子和碳酸氢根离子在水溶液中发生双水解反应，生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，反应的离子方程式为：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；故答案为：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（6）NaHSO₃溶液中既存在HSO₃^-的水解（HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-），水解导致溶液呈碱性，也存在HSO₃^-的电离（HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-），电离导致溶液呈酸性，由于亚硫酸氢钠溶液呈酸性，故亚硫酸氢根的电离程度大于水解程度，故答案为：NaHSO₃溶液中既存在HSO₃^-的水解（HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-），也存在HSO₃^-的电离（HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-），电离程度大于水解程度，所以NaHSO₃溶液显酸性．

点评：本题涉及化学平衡状态的判断、化学平衡的移动等方面的知识，注意知识的梳理和归纳是解题的关键，难度不大．