某小組探究含Cr元素的化合物間的轉化,進行如下實驗。資料:
ⅰ.含Cr元素的常見粒子:Cr2O2-7(橙色)、CrO2-4(黃色)、CrO5(溶于水,藍紫色,不穩(wěn)定)、Cr3+(綠色)、Cr(OH)3(藍灰色,難溶于水,可溶于強酸、強堿)、Cr(OH)4-(亮綠色)。
ⅱ.H2O2在堿性環(huán)境中比在酸性環(huán)境中分解速率快。
ⅲ.在堿性環(huán)境中,O2不能氧化+3價鉻元素。實驗操作及現(xiàn)象如下:
O
2
-
7
C
r
O
2
-
4
裝置 | 步驟 | 操作 | 現(xiàn)象 |
Ⅰ | 先滴入稀硫酸至pH≈2,再滴入5滴5%H2O2溶液,振蕩 | 溶液橙色加深。滴入H2O2溶液后迅速變?yōu)樗{紫色,有氣泡生成。稍后,無明顯氣泡時,溶液由藍紫色完全變?yōu)榫G色 | |
Ⅱ | 繼續(xù)緩慢滴入10滴2mol?L-1NaOH溶液,邊滴,邊振蕩 | 又有氣泡生成,溶液最終變?yōu)辄S色 |
O
2
-
7
C
r
O
2
-
4
滴入稀硫酸,c(H+)增大,平衡向左移動,c(Cr2)增大,溶液橙色加深
O
2
-
7
滴入稀硫酸,c(H+)增大,平衡向左移動,c(Cr2)增大,溶液橙色加深
。O
2
-
7
(2)Ⅰ中,溶液由橙色變?yōu)榫G色的總反應的離子方程式是
Cr2+8H++3H2O2═2Cr3++3O2↑+7H2O
O
2
-
7
Cr2+8H++3H2O2═2Cr3++3O2↑+7H2O
。O
2
-
7
(3)Ⅱ中,繼續(xù)滴入NaOH溶液后,又有氣泡生成的原因是
H2O2在堿性環(huán)境中比在酸性環(huán)境中分解速率快
H2O2在堿性環(huán)境中比在酸性環(huán)境中分解速率快
。(4)Ⅱ中,繼續(xù)滴入NaOH溶液后,預測有Cr(OH)3沉淀生成,但實驗時未觀察到。提出假設:在堿性環(huán)境中,+3價鉻元素被H2O2氧化。
①甲同學設計實驗證明假設成立:取少量Ⅰ中的綠色溶液,在滴入NaOH溶液前增加一步操作:
以排盡溶液中的溶解氧氣,排除干擾
以排盡溶液中的溶解氧氣,排除干擾
。然后滴入NaOH溶液,有藍灰色沉淀生成,繼續(xù)滴入NaOH溶液,沉淀溶解,溶液變?yōu)?亮綠
亮綠
色。②乙同學進一步研究堿性環(huán)境對+3價鉻元素的還原性或H2O2的氧化性的影響,設計如圖實驗。右側燒杯的溶液中,氧化劑是
H2O2
H2O2
。開始時靈敏電流計指針不偏轉,分別繼續(xù)進行如下實驗。
ⅰ.向左側燒杯中滴入NaOH溶液,出現(xiàn)藍灰色沉淀,繼續(xù)緩慢滴入NaOH溶液,靈敏電流計指針向右偏轉(電子從左向右運動),此時左側的電極反應式為
Cr(OH)3+5OH?-3e?=+4H2O
C
r
O
2
-
4
Cr(OH)3+5OH?-3e?=+4H2O
。C
r
O
2
-
4
ⅱ.向右側燒杯中滴入NaOH溶液,有微小氣泡生成,靈敏電流計指針向左偏轉,左側無明顯變化。此時原電池中的總反應的化學方程式為
2H2O2═2H2O+O2↑
2H2O2═2H2O+O2↑
。(5)由上述實驗,Cr2
O
2
-
7
C
r
O
2
-
4
酸性條件下,Cr2
O
2
-
7
>
>
H2O2;堿性條件下,
C
r
O
2
-
4
<
<
H2O2。【答案】滴入稀硫酸,c(H+)增大,平衡向左移動,c(Cr2)增大,溶液橙色加深;Cr2+8H++3H2O2═2Cr3++3O2↑+7H2O;H2O2在堿性環(huán)境中比在酸性環(huán)境中分解速率快;以排盡溶液中的溶解氧氣,排除干擾;亮綠;H2O2;Cr(OH)3+5OH?-3e?=+4H2O;2H2O2═2H2O+O2↑;>;<
O
2
-
7
O
2
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7
C
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2
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:32引用:2難度:0.6
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