鉻及其化合物在催化、金屬防腐等方面具有重要應(yīng)用。
(1)催化劑Cr
2O
3可由(NH
4)
2Cr
2O
7加熱分解制備,反應(yīng)同時(shí)生成無(wú)污染氣體。
①完成化學(xué)方程式:(NH
4)
2Cr
2O
7Cr
2O
3+
N2↑
N2↑
+
4H2O
4H2O
。
②Cr
2O
3催化丙烷脫氫過(guò)程中,部分反應(yīng)歷程如圖1,X(g)→Y(g)過(guò)程的焓變?yōu)?
E1-E2+△H+E3-E4
E1-E2+△H+E3-E4
(列式表示)。
③Cr
2O
3可用于NH
3的催化氧化。設(shè)計(jì)從NH
3出發(fā)經(jīng)過(guò)3步反應(yīng)制備HNO
3的路線
NH3→NO→NO2→HNO3
NH3→NO→NO2→HNO3
(用“→”表示含氮物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化);其中一個(gè)有顏色變化的反應(yīng)的化學(xué)方程式為
2NO+O2=2NO2(或3NO2+H2O=2HNO3+NO)
2NO+O2=2NO2(或3NO2+H2O=2HNO3+NO)
。
(2)K
2Cr
2O
7溶液中存在多個(gè)平衡。本題條件下僅需考慮如下平衡:
(i)Cr
2(aq)+H
2O(l)?2HCr
(aq) K
1=3.0×10
-2(25℃)
(ii)HCr
(aq)?Cr
(aq)+H
+(aq) K
2=3.3×10
-7(25℃)
①下列有關(guān)K
2Cr
2O
7溶液的說(shuō)法正確的有
BD
BD
。
A.加入少量硫酸,溶液的pH不變
B.加入少量水稀釋,溶液中離子總數(shù)增加
C.加入少量NaOH溶液,反應(yīng)(i)的平衡逆向移動(dòng)
D.加入少量K
2Cr
2O
7固體,平衡時(shí)c
2(HCr
)與c(Cr
2)的比值保持不變
②25℃時(shí),0.10mol?L
-1K
2Cr
2O
7溶液中l(wèi)g
隨pH的變化關(guān)系如圖2。當(dāng)pH=9.00時(shí),設(shè)Cr
2、HCr
與Cr
的平衡濃度分別為x、y、zmol?L
-1,則x、y、z之間的關(guān)系式為
=0.10;計(jì)算溶液中HCr
的平衡濃度(寫出計(jì)算過(guò)程,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
由圖可知,pH=9時(shí)lg
>4,c(Cr
2O
72-)可忽略,y+z≈0.2,K
2=
=
=3.3×10
-7,聯(lián)立解得y≈6.0×10
-4mol/L
由圖可知,pH=9時(shí)lg
>4,c(Cr
2O
72-)可忽略,y+z≈0.2,K
2=
=
=3.3×10
-7,聯(lián)立解得y≈6.0×10
-4mol/L
。
③在稀溶液中,一種物質(zhì)對(duì)光的吸收程度(A)與其所吸收光的波長(zhǎng)(λ)有關(guān);在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi),最大A對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)(λ
max)取決于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征;濃度越高,A越大?;旌先芤涸谀骋徊ㄩL(zhǎng)的A是各組分吸收程度之和。為研究pH對(duì)反應(yīng)(i)和(ii)平衡的影響,配制濃度相同、pH不同的K
2Cr
2O
7稀溶液,測(cè)得其A隨λ的變化曲線如圖3。波長(zhǎng)λ
1、λ
2和λ
3中,與Cr
的λ
max最接近的是
λ3
λ3
;溶液pH從a變到b的過(guò)程中,
的值
增大
增大
(填“增大”“減小”或“不變”)。