某小组探究含Cr元素的化合物间的转化,进行如下实验。资料:
ⅰ.含Cr元素的常见粒子:Cr2O2-7(橙色)、CrO2-4(黄色)、CrO5(溶于水,蓝紫色,不稳定)、Cr3+(绿色)、Cr(OH)3(蓝灰色,难溶于水,可溶于强酸、强碱)、Cr(OH)4-(亮绿色)。
ⅱ.H2O2在碱性环境中比在酸性环境中分解速率快。
ⅲ.在碱性环境中,O2不能氧化+3价铬元素。实验操作及现象如下:
O
2
-
7
C
r
O
2
-
4
装置 | 步骤 | 操作 | 现象 |
![]() |
Ⅰ | 先滴入稀硫酸至pH≈2,再滴入5滴5%H2O2溶液,振荡 | 溶液橙色加深。滴入H2O2溶液后迅速变为蓝紫色,有气泡生成。稍后,无明显气泡时,溶液由蓝紫色完全变为绿色 |
Ⅱ | 继续缓慢滴入10滴2mol•L-1NaOH溶液,边滴,边振荡 | 又有气泡生成,溶液最终变为黄色 |
O
2
-
7
C
r
O
2
-
4
滴入稀硫酸,c(H+)增大,平衡向左移动,c(Cr2)增大,溶液橙色加深
O
2
-
7
滴入稀硫酸,c(H+)增大,平衡向左移动,c(Cr2)增大,溶液橙色加深
。O
2
-
7
(2)Ⅰ中,溶液由橙色变为绿色的总反应的离子方程式是
Cr2+8H++3H2O2═2Cr3++3O2↑+7H2O
O
2
-
7
Cr2+8H++3H2O2═2Cr3++3O2↑+7H2O
。O
2
-
7
(3)Ⅱ中,继续滴入NaOH溶液后,又有气泡生成的原因是
H2O2在碱性环境中比在酸性环境中分解速率快
H2O2在碱性环境中比在酸性环境中分解速率快
。(4)Ⅱ中,继续滴入NaOH溶液后,预测有Cr(OH)3沉淀生成,但实验时未观察到。提出假设:在碱性环境中,+3价铬元素被H2O2氧化。
①甲同学设计实验证明假设成立:取少量Ⅰ中的绿色溶液,在滴入NaOH溶液前增加一步操作:
以排尽溶液中的溶解氧气,排除干扰
以排尽溶液中的溶解氧气,排除干扰
。然后滴入NaOH溶液,有蓝灰色沉淀生成,继续滴入NaOH溶液,沉淀溶解,溶液变为 亮绿
亮绿
色。②乙同学进一步研究碱性环境对+3价铬元素的还原性或H2O2的氧化性的影响,设计如图实验。右侧烧杯的溶液中,氧化剂是
H2O2
H2O2
。开始时灵敏电流计指针不偏转,分别继续进行如下实验。

ⅰ.向左侧烧杯中滴入NaOH溶液,出现蓝灰色沉淀,继续缓慢滴入NaOH溶液,灵敏电流计指针向右偏转(电子从左向右运动),此时左侧的电极反应式为
Cr(OH)3+5OH−-3e−=+4H2O
C
r
O
2
-
4
Cr(OH)3+5OH−-3e−=+4H2O
。C
r
O
2
-
4
ⅱ.向右侧烧杯中滴入NaOH溶液,有微小气泡生成,灵敏电流计指针向左偏转,左侧无明显变化。此时原电池中的总反应的化学方程式为
2H2O2═2H2O+O2↑
2H2O2═2H2O+O2↑
。(5)由上述实验,Cr2
O
2
-
7
C
r
O
2
-
4
酸性条件下,Cr2
O
2
-
7
>
>
H2O2;碱性条件下,
C
r
O
2
-
4
<
<
H2O2。【答案】滴入稀硫酸,c(H+)增大,平衡向左移动,c(Cr2)增大,溶液橙色加深;Cr2+8H++3H2O2═2Cr3++3O2↑+7H2O;H2O2在碱性环境中比在酸性环境中分解速率快;以排尽溶液中的溶解氧气,排除干扰;亮绿;H2O2;Cr(OH)3+5OH−-3e−=+4H2O;2H2O2═2H2O+O2↑;>;<
O
2
-
7
O
2
-
7
C
r
O
2
-
4
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:32引用:2难度:0.6
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