Question

（14分）CrO₃主要用于电镀工业，做自行车、仪表等日用五金电镀铬的原料。CrO₃具有强氧化性，热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如图所示。

请回答下列问题：

（1）B点时剩余固体的化学式是____________。

（2）加热至A点时反应的化学方程式为______________________________。

（3）CrO₃具有两性，写出CrO₃溶解予KOH溶液的反应化学方程式____________________。

（4）三氧化铬还用于交警的酒精测试仪，以检查司机是否酒后驾车。若反应后红色的CrO₃变为绿色的Cr₂（SO₄）₃，酒精被完全氧化为CO₂，则其离子方程式为_______________。

（5）由于CrO₃和K₂Cr₂O₇均易溶于水，所以电镀废水的排放是造成铬污染的主要原因。某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意图如图：

①A为电源___________极，阳极区溶液中发生的氧化还原反应为________________________。

②已知电解后阳极区溶液中c（Fe^3＋）为2.0×10^－13 mol·L^－1，则c（Cr^3＋）为__________mol·L^－1。{已知K_sp[Fe（OH）₃]＝4.0×10^－38，K_sp[Cr（OH）₃]＝6.0×10^－31}

Answer

（1）Cr2O3 （2）6CrO32Cr3O8+O2↑

（3）CrO3+2KOH=K2CrO4+H2O

（4）4CrO3+C2H5OH+12H+=4Cr3++2CO2↑+9H2O；

（5）①正；Cr2O72-+6Fe2++14H+= 2Cr3++6 Fe3++7H2O；②3×10-6

【解析】

试题分析：（1）100gCrO3的物质的量是1mol，则Cr元素的物质的量是1mol，质量是52g；B点时固体的质量是100g×76.00%=76g，则该固体中O元素的物质的量是（76-52）g/16g/mol=1.5mol，所以该化合物中Cr与O元素的个数比是1:1.5=2:3，所以该化合物的化学式是Cr2O3；

（2）A点固体质量是94.67g，其中O元素的质量是94.67-52=42.67g，所以O元素的物质的量是2.666875mol，则Cr与O元素的个数比是1:2.666875=3:8，所以A点固体的化学式是Cr3O8，所以加热至A点时反应的化学方程式为6CrO32Cr3O8+O2↑；

（3）CrO3具有两性，与KOH溶液反应生成钾盐和水，该盐中Cr的化合价仍为+6价，化学方程式是CrO3+2KOH=K2CrO4+H2O；

（4）根据题意氧化铬与乙醇发生氧化还原反应，生成Cr2（SO4）3和CO2，乙醇中的H元素转化为水，然后配平，所以反应的离子方程式是4CrO3+C2H5OH+12H+=4Cr3++2CO2↑+9H2O；

（5）①Cr2O72-中Cr元素的化合价是+6价，而A极得到几乎不含+6价铬，B极得到氢气，说明B极氢离子放电生成氢气，发生还原反应，则A极发生氧化反应，所以A是电源的正极；与电源的正极相连的一极是阳极，所以阳极是Fe失去电子生成亚铁离子进入溶液，溶液中的Cr2O72-氧化亚铁离子为铁离子，自身被还原为Cr3+，所以阳极区溶液中发生的反应是Cr2O72-+6Fe2++14H+= 2Cr3++6 Fe3++7H2O；

②阳极区的氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，则铁离子、铬离子与氢氧根离子结合为沉淀，氢氧化铁的溶度积小于氢氧化铬，所以铁离子先沉淀，最终得到铁离子和铬离子的饱和溶液，根据沉淀的溶度积数值，当c（Fe3＋）为2.0×10－13 mol·L－1，则溶液中的c（OH－）3= Ksp[Fe（OH）3]/ c（Fe3＋）=2.0×10－25，则c（Cr3＋）= Ksp[Cr（OH）3]/ c（OH－）3=3×10-6mol/L。

考点：考查对图像的分析，物质化学式的计算，电化学反应原理的应用