26.某小組探究含Cr元素的化合物間的轉(zhuǎn)化,進行如下實驗。資料:
?。珻r元素的常見粒子:Cr
2(橙色)、
(黃色)、CrO
5(溶于水,藍紫色,不穩(wěn)定)、Cr
3+(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.H
2O
2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,O
2不能氧化+3價鉻元素。實驗操作及現(xiàn)象如下:
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 |
(1)已知Cr
2(橙色)+H
2O?2
(黃色)+2H
+。請用化學(xué)平衡移動原理解釋Ⅰ中滴入稀硫酸后溶液橙色加深的原因:
。
(2)Ⅰ中,溶液由橙色變?yōu)榫G色的總反應(yīng)的離子方程式是
。
(3)Ⅱ中,繼續(xù)滴入NaOH溶液后,又有氣泡生成的原因是
。
(4)Ⅱ中,繼續(xù)滴入NaOH溶液后,預(yù)測有Cr(OH)
3沉淀生成,但實驗時未觀察到。提出假設(shè):在堿性環(huán)境中,+3價鉻元素被H
2O
2氧化。
①甲同學(xué)設(shè)計實驗證明假設(shè)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:
。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)?
色。
②乙同學(xué)進一步研究堿性環(huán)境對+3價鉻元素的還原性或H
2O
2的氧化性的影響,設(shè)計如圖實驗。右側(cè)燒杯的溶液中,氧化劑是
。
開始時靈敏電流計指針不偏轉(zhuǎn),分別繼續(xù)進行如下實驗。
?。蜃髠?cè)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(zhuǎn)(電子從左向右運動),此時左側(cè)的電極反應(yīng)式為
。
ⅱ.向右側(cè)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(zhuǎn),左側(cè)無明顯變化。此時原電池中的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為
。
(5)由上述實驗,Cr
2與H
2O
2、
與H
2O
2的氧化性強弱(填“>”或“<”):
酸性條件下,Cr
2
H
2O
2;
堿性條件下,
H
2O
2。