Question

金属铬是一种银白色并带有金属光泽的金属，由于它的表面易形成一层钝态的薄膜，所以它有很强的抗腐蚀性。铬常见的价态是+3和+6价，能形成多种化合物。

（1）为了研究金属铬的化学性质，某实验小组按照图1和图2装置进行了实验，观察到如下现象：图1装置铜电极上产生大量的无色气泡，图2装置铜极上无气体产生，铬电极上却产生大量的有色气体。根据上述现象试推测金属铬的两种重要化学性质：                、               。

  

（2）Cr(OH)₂与Al(OH)₃性质相似，也具有两性，请写出Cr(OH)₂的电离方程式：                   。

（3）铬酸(H₂CrO₄)为中强酸，25℃时，铬酸在水溶液中的电离方程式如下：

H₂CrO₄H⁺+ HCrO₄^-       K₁=4.1

HCrO₄^-H⁺+ CrO₄^2-         K₂=10^-6

则该温度下，0.1mol/L的NaHCrO₄水溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为                。

（4）铬试剂厂排放的废水中主要含有Cr²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺等，某研究小组拟采用下面流程处理含铬的废水。

【已知：铬(+6价)的两种盐存在如下平衡：2H⁺+ 2CrO₄^2- Cr₂O₇^2-+H₂O，K=10¹⁴】

其中试剂A的作用为               ；

反应③中发生反应的离子方程式为；                    .

（5）Cr(+3价)的毒性远远小于Cr(+6价)，上述流程中生成的含CrO₄^2-的有毒废水可以采用复合铁氧体处理。其过程为：加入稀硫酸使溶液呈强酸性，然后再加入FeSO₄溶液将Cr(+6价)还原Cr³⁺，最后调节pH生成符合铁氧体组成沉淀和水，请写出FeSO₄将Cr(+6价)还原为C r³⁺的离子方程式            。复合铁氧体沉淀的生成一般在pH=8～10的碱性条件下进行，原因是               ；根据以上信息和铁氧体的组成求得x=        。

已知：

物质	开始沉淀pH	沉淀完全pH
Fe(OH)3	2.7	3.7
Fe(OH)2	7.5	9.6
Cr(OH)3	4.3	5.6

Answer

（1）由图1知金属铬的活动性比铜强，能与稀硫酸产生氢气；由图2知金属铬易被稀硝酸钝化；

（2）H2O+H++CrO2-Cr(OH)3 Cr3+ +3OH-；（3）c(Na+)＞ c(HCrO4－) ＞ c(H+)＞ c(CrO42－) ＞ c(OH-)；（4）将Fe2+氧化为Fe3+；2CrO2-+3H2O2+2OH- =2 CrO42-+4H2O；（5）Cr2O72-+14H+ +6Fe2+= 2Cr3++6Fe3+ +7H2O；当pH=8~10时Fe2+、Fe3+、Cr3+都已经沉淀完全，若pH过高会使两性的Cr(OH)3溶解；0.5；

【解析】

试题分析：（1）图1装置铜电极上产生大量的无色气泡，说明金属铬的活动性比铜强，能与稀硫酸产生氢气；图2装置铜极上无气体产生，铬电极上却产生大量的有色气体，说明金属铬易被稀硝酸钝化，故答案为：由图1知金属铬的活动性比铜强，能与稀硫酸产生氢气；由图2知金属铬易被稀硝酸钝化；

（2）Cr(OH)2与Al(OH)3性质相似，也具有两性，Cr(OH)2的电离方程式为H2O+H++CrO2-Cr(OH)3 Cr3+ +3OH-，故答案为：H2O+H++CrO2-Cr(OH)3 Cr3+ +3OH-；

（3）根据H2CrO4H++ HCrO4-，K1=4.1，HCrO4-H++ CrO42-，K2=10-6，知，0.1mol/L的 NaHCrO4水溶液显酸性，HCrO4-的电离程度大于水解程度，溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为c(Na+)＞ c(HCrO4－) ＞ c(H+)＞ c(CrO42－) ＞ c(OH-)，故答案为：c(Na+)＞ c(HCrO4－) ＞ c(H+)＞ c(CrO42－) ＞ c(OH-)；

（4）在电镀铬的工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Cu2+、Fe2+ Fe3+和Al3+等，加入试剂甲以后废水的成分含有Cr3+、Cu2+、Fe3+和Al3+，由此可见试剂甲将亚铁离子氧化为三价铁离子，反应③中滤液中的CrO2-将H2O2还原，本身被氧化为 CrO42-，发生反应的离子方程式为2CrO2-+3H2O2+2OH- =2 CrO42-+4H2O，故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+；2CrO2-+3H2O2+2OH- =2 CrO42-+4H2O；

（5）铬(+6价)的两种盐存在如下平衡：2H+ + 2CrO42－ Cr2O72－ + H2O K=1014，FeSO4将Cr(+6价)还原为C r3+的离子方程式为Cr2O72-+14H+ +6Fe2+= 2Cr3++6Fe3+ +7H2O；复合铁氧体沉淀的生成一般在pH=8～10的碱性条件下进行，因为当pH=8~10时Fe2+、Fe3+、Cr3+都已经沉淀完全，若pH过高会使两性的Cr(OH)3溶解；根据方程式Cr3+与Fe3+的物质的量之比为1:3，即=，解得x=0.5，故答案为：Cr2O72-+14H+ +6Fe2+= 2Cr3++6Fe3+ +7H2O；当pH=8~10时Fe2+、Fe3+、Cr3+都已经沉淀完全，若pH过高会使两性的Cr(OH)3溶解；0.5；

考点：考查了物质性质的探究实验方案的设计、原电池原理、物质的分离和提纯的相关知识。